Разработка обучающей системы по дисциплине «Экспертные системы»

1. Принципы разработки и применения обучающих систем

1.1 Основные характеристики современных автоматизированных обучающих систем

1.2 Требования к электронным образовательным ресурсам

1.3 Технологии создания электронных учебно-методических комплексов

1.4 Основные принципы применения компьютерных обучающих систем

2. Основы визуального программирования

2.1 Объектно-ориентированная среда программирования delphi

2.2 Структура программ delphi

2.3 Структура проекта

2.4 Структура модуля

2.5 Элементы программы

2.6 Принципы создания html — документов

2.7 Сфера применения программы

3. Руководство пользователя

3.1 Описание установки программного продукта

3.2 Описание интерфейса программы

4. Техника безопасности при работе за компьютером

4.1 Типовая инструкция по охране труда

4.2 Требование к помещениям

4.3 Требования к освещению

4.4 Мероприятия по защите от вредных и опасных факторов.

Заключение

В современном мире, идущем по пути глобализации, способность быстро адаптироваться к условиям международной конкуренции становится основным фактором успешного и устойчивого развития. Вступление Казахстана в Болонский процесс по своей сути явилось первой ступенью на пути интеграции в международное образовательное пространство.

Кардинальные качественные изменения в системе образования РК способствуют интеграции образовательной системы в международное образовательное пространство, выразившейся в подписании государством Болонской декларации, а вузами — Великой Хартии университетов, когда-то легшей в ее основу. Без всякого преувеличения можно утверждать, что в настоящее время формируется новая образовательная реальность.

Именно поэтому реформирование и совершенствование системы образования и науки является определяющим фактором решения большинства проблем. Меняется парадигма образования, которую характеризуют не только высокое качество профессионального образования, но и новая философия образования как фундамент гражданского общества.

Новые образовательные технологии сопровождают результаты значительных научных исследований. Так, развитие кибернетики и вычислительной техники обусловило развитие программированного обучения.

Результаты исследований закономерностей развития человеческого мышления привели к развитию проблемного обучения. Деятельностный подход возник на основе исследований психологов и философов в области человеческой деятельности.

Тенденции развития современных образовательных технологий напрямую связаны с гуманизацией образования, способствующей самоактуализации и самореализации личности.

В некоторых технологиях обучения рассматривается как системный метод создания, применения и определения всего процесса преподавания и усвоения знаний с учётом технических, человеческих ресурсов и их взаимодействия.

На смену отдельным формам и методам активного обучения, делающим процесс обучения разорванным на части, приходят целостные образовательные технологии вообще и технологии обучения, в частности. Технологичность учебного процесса состоит в том, чтобы сделать учебный процесс полностью управляемым.

Образование вошло в число основных государственных приоритетов многих стран мира. Большинство из них сегодня приступили к радикальным изменениям, стремясь создать гибкую мобильную систему высшего образования, отвечающую новым требованиям в условиях глобальной конкуренции.

При этом главную цель — повышение адаптационного потенциала вузов и программ подготовки — планируется достичь через реформу академической и организационной структуры, обновление инфраструктуры, методов и технологий обучения, совершенствование педагогического процесса, улучшение качества преподавания и знания.

Актуальность темы

.

Современный мир предоставляет огромное количество информации совершенно разного характера и назначения. Большинство воспринимаемой нами информации является графической. Компьютерные технологии открывают широкие возможности в создании и представлении этой информации.

Понятие «учебный материал» многоаспектно и зачастую употребляется без конкретной определенности. Как правило, контекстно 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.

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.

Цель работы:

Разработка обучающей системы по дисциплине Экспертные системы Задачи:

1. Провести аналитическое исследование проблем создания электронных обучащих систем, рассмотреть основные требования и классификации.

2. Подготовить методический материал по выбранной дисциплине.

3. Определить общую структуру проекта.

4. Выбрать язык программирования.

5. Написать и отладить программный продукт.

6. Оформить пояснительную записку к дипломной работе.

Объект исследования:

Современное состояние проблемы разработки, внедрения электронных обучающих систем.

Предмет исследования:

Процесс создания электронных обучающих систем при помощи визуальных языков программирования.

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

Научная новизна и степень самостоятельности исследования заключаются в систематизации методического матриала по дисциплине.

Практическая значимость. Разработанная обучающая система может применяться в качестве учебного материала преподавателями и обучающимися для подготовки или проведения занятий и контроля знаний по дисциплине «Экспертные системы».

1. Принципы разработки и применения обучающих систем

1.1 Основные характеристики современных автоматизированных обучающих систем

В настоящее время в процесс обучения активно внедряются программные технологии на базе персональных ЭВМ, применяемые для передачи студенту 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.

Автоматизированные обучающие системы (АОС) имеют следующие характерные черты:

Гибкость. Возможность заниматься в удобное для себя время, в удобном месте и темпе. Нерегламентированный отрезок времени для освоения дисциплины.

Модульность. Возможность из набора независимых учебных курсов — модулей формировать учебный план, отвечающий индивидуальным или групповым потребностям.

Параллельность. Параллельное с профессиональной деятельностью обучение, т. е. без отрыва от производства.

Охват. Одновременное обращение ко многим источникам учебной информации (электронным библиотекам, банкам данных, базам знаний и т. д.) большого количества обучающихся. Общение через сети связи друг с другом и с преподавателями.

Экономичность. Эффективное использование учебных площадей, технических средств, транспортных средств, концентрированное и унифицированное представление учебной информации и мультидоступ к ней снижает затраты на подготовку специалистов.

Технологичность. Использование в образовательном процессе новейших достижений информационных и телекоммуникационных технологий, способствующих продвижению человека в мировое постиндустриальное информационное пространство.

Социальное равноправие. Равные возможности получения образования независимо от места проживания, состояния здоровья, элитарности и материальной обеспеченности обучаемого.

Интернациональность. Экспорт и импорт мировых достижений на рынке образовательных услуг.

Новая роль преподавателя. АОС расширяет и обновляет роль преподавателя, который должен координировать познавательный процесс, постоянно усовершенствовать преподаваемые им курсы, повышать творческую активность и квалификацию в соответствии с нововведениями и инновациями.

Позитивное влияние оказывает АОС и на студента, повышая его творческий и интеллектуальный потенциала за счет самоорганизации, стремления к знаниям, умения взаимодействовать с компьютерной техникой и самостоятельно принимать ответственные решения. Обучение в автоматизированных обучающих системах делится на две категории [5]:

1. синхронное

2. асинхронное.

При синхронной модели студенты и преподаватели общаются в реальном времени через виртуальные аудитории, используя сочетание различных методов передачи информации.

При асинхронном подходе студент сам определяет темп обучения. В частности, он выбирает различные носители информации, может выполнять задания в соответствии с аудиторной программой или планом, а затем передавать готовую работу преподавателю для оценки.

При разработке интерфейса пользователя разработчик должен учесть все аспекты, связанные с этим: начиная от удобства работы с программой, и заканчивая умением пользователя работать с ЭВМ.

При проектировании базы данных необходимо решить сложнейший комплекс задач, связанный с выбором СУБД, ее архитектурой, взаимосвязью и целостностью данных.

Методы объектно-ориентированного проектирования обладают, в известной степени, гибкостью и имеют большую возможность к стандартизации и согласованию чем методы структурного проектирования.

К наиболее важным преимуществам объектного подхода к решению задачи является тот факт, что природа объектов, составляющих обучающую систему, остается неизменной во всех задачах данного класса. Отсюда следует, что в качестве объектов обучающей системы можно рассматривать набор объектов, входящих в стандартную обучающую систему.

Исходя из стандартного набора задач проектирования, можно сделать вывод, что возможна разработка методики автоматизации проектирования обучающих систем, с использованием принципов объектно-ориентированного проектирования[6].

Для разработки такой методики, выделим, прежде всего, объекты составляющую стандартную обучающую систему, которую в дальнейшем будем называть типовой обучающей системой (ТОС). Сформулируем понятия ТОС.

В ТОС обязательно присутствие следующих функциональных блоков:

1. обучающий блок — реализует средства обучения учащегося и ориентирован на определенную предметную область;

2. контролирующий блок — реализует средства оценки эффективности обучения в виде тестов или иного способа контроля усвоения материала;

3. блок базы данных — реализует средства хранения информации по предметной области и процесса обучения;

4. блок средств интерфейса с пользователем — реализует средства взаимодействия с пользователем.

Прогноз относительно перспектив АОС с помощью современных технологий дать не так уж просто, поскольку их судьба зависит от многих обстоятельств, на часть которых создатели обучающих программ и их потенциальные клиенты никак повлиять не могут.

Как показывает практика, когда требуется урезать бюджет, часто первыми кандидатами на сокращение становятся образовательные программы.

Кроме того, возникает проблема закупки дорогостоящего оборудования.

Наконец, перспективы распространения дистанционного обучения зависят от таких глобальных факторов, как общее состояние экономики. Сейчас высокий спрос на высококвалифицированных специалистов по ИТ способствует активному развитию рынка обучения, но этот баланс может нарушиться, если ситуация на рынке труда существенно изменится.

1.2 Требования к электронным образовательным ресурсам

автоматизированный обучающий электронный компьютерный

Электронная обучающая система представляет собой программное средство, позволяющее представить для изучения теоретический материал, организовать апробирование, тренаж и самостоятельную творческую работу, помогающее учащимся и преподавателю оценить уровень знаний в определенной тематике, а также содержащее необходимую справочную информацию.

В чем обучающая система, безусловно, вырывается вперед, так это в наглядности. Здесь его преимущество над традиционным «собратом» неоспоримо.

Наглядность представления материала (видео, звук); Быстрая обратная связь (встроенные тест-системы обеспечивают мгновенный контроль учащихся за усвоением материала; интерактивный режим позволяет учащимся самим контролировать скорость прохождения учебного материала); возможность быстро найти необходимую информацию; восприятие нового учебного материала идёт через активизацию не только зрения (текст, цвет, статичные изображения, видео, анимация), но и слуха (голос диктора или актёра, музыкальное или шумовое оформление), что позволяет создать определённый, можно сказать, заданный эмоциональный фон, который повышает эффективность усвоения предъявляемого материала.

Обучающая система, как правило, выполняется в формате, допускающем гипертекстовое представление материала и систему навигации, которые дают возможность обучаемому оптимально перемещаться по разделам учебника, по уровням учебного материала, быстро получать необходимый справочный материал, что активизирует их самостоятельную познавательную деятельность.

Применение мультимедийных средств позволяют создавать дополнительные психологические структуры, оказывающие на учащегося положительное эмоциональное воздействие и способствующие восприятию и запоминанию материала. [9, 10]

Управленческие возможности могут быть реализованы через интерактивность обучения, предполагающую наличие практически мгновенной обратной связи, самоконтроль своей учебно-познавательной деятельности и осуществление функций самоменеджмента (выбор личного маршрута обучения).

Организационно-технологические возможности применения электронных учебников заключаются, прежде всего, в возможности работать с электронным учебником в разных режимах, в том числе дистанционно.

При этом учащиеся занимаются в удобное для себя время, в удобном месте и удобном темпе, тем самым обеспечивается предъявляемые к обучающим системам требования комфортности и удобства работы с ними. Особенностью электронного учебника является и то, что он может быть и самоучителем, и тренажером, и репетитором.

Важным моментом применения электронных учебником является интенсификация труда, как преподавателя, так и учащегося, например, за счет экономии времени при поиске нужного материала или при организации контроля знаний учащихся.

Максимальная реализация этих и других дидактических возможностей — представляет главную задачу, стоящую перед разработчиками электронного учебного средства.

Исходным моментом проектирования являются педагогические цели. Для достижения поставленных педагогических целей проектировщик ЭОРа разрабатывает его структуру: т. е. осуществляет разбиение содержания учебного материала на отдельные самостоятельные части — модули. С педагогической точки зрения модуль — это относительно самостоятельная часть учебной информации, по которой возможно осуществить как самопроверку, так и педагогическое тестирование знаний. Структура ЭОРа представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема электронного образовательного ресурса (ЭОР).

Модуль — это содержательный слой ЭОРа, на котором может осуществляться принцип многоуровневости обучения. Критерии уровней обучения разрабатываются педагогом-проектировщиком ЭОРа. Согласно нашей концепции первоначальный уровень обучения по конкретному ЭОРу выбирает сам учащийся. В дальнейшем уровни прохождения модулей ЭОРа обуславливаются успешностью усвоения учебной информации и направляются системой обучения.

Страница — логически самостоятельная часть учебного материала, входящая в модуль. Страница состоит из медиаресурсов, разворачивающих учебный материал в логической последовательности, предполагаемой автором-проектировщиком ЭОР и индивидуально реализуемой учащимся (индивидуальная траектория обучения).

Медиаресурсы — минимальная единица учебной информации, различной модальности: текст, видео, изображение, звук, тест, гиперссылки. Медиаресурсы представляют собой единицы медиатекста.

Для каждого модуля (в случае его многоуровневости) педагог-проектировщик разрабатывает отдельные уровни-слои содержания модуля и соответствующие им тесты самопроверки и итогового тестирования. На основании результатов итогового тестирования по модулю, система может предложить более высокий уровень изучения следующего модуля ЭОРа, оставить прежний уровень или изучить модуль повторно.

В пределах модуля пользователь может осуществлять произвольное путешествие по гиперссылкам, руководствуясь только своими познавательными интересами. Однако он должен при этом отдавать себе отчет, на какой уровень знаний он претендует, поскольку модуль может быть ему зачтен только по результатам тестирования знаний. Соответственно он может вызывать тестовую программу по изученному модулю соответствующего уровня. Логическая структура страницы многоуровневого модуля показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Логическая структура страницы многоуровневого модуля с активизацией уровневых гиперссылок Разработчик модуля должен проектировать педагогические тесты оценивания уровня знаний исходя из того, что для успешного тестирования на достаточном уровне необходимо усвоение учебного материала первичного учебного текста (без активизации гиперссылок); для успешного тестирования на хорошем уровне необходимо знание учебного текста с активизацией всех гиперссылок первого уровня; для отличного уровня знаний необходимо знание учебного текста с активизацией как гиперссылок I-го так и всех гиперссылок второго уровня.

Траектории навигации по гиперссылкам как первого, так и второго уровней могут быть двух видов — замкнутые и открытые. Замкнутые траектории указывают на мультитексты, предложенные педагогом-проектировщиком и содержащиеся в БД медиаобразовательной среды. Т. е. каждый текст (мультитекст) привлечен для решения конкретных педагогических целей (как педагогических целей медиаобразовательной среды в целом, так и педагогических целей ЭОРа и его компонентов). Поэтому вся совокупность текстов ЭОРа и привлекаемых по гиперссылкам медиатекстов должна быть замкнута относительно педагогических целей медиаобразовательной среды.

Требования к электронным образовательным ресурсам (ЭОР) [13]

1. Дидактические (научность, доступность, проблемность, наглядность, активизация, систематичность и последовательность, прочность усвоения, единство обучения, развития и воспитания)

2. Специфические (адаптивность, интерактивность, визуализация, интеллектуальное развитие, системность, полнофункциональность, целостность и непрерывность)

3. Методические (взаимосвязь и взаимодействие, разнообразие тренировки)

4. Психологические (вербально-логическое и сенсорно-перцептивное восприятие, устойчивость и переключаемость внимания, память, теоретическое понятийное и практическое наглядно-действенное мышление, воображение, мотивация, учет возраста)

5. Технические (надежные и универсальные ПК, периферия, ММ, устойчивые и защищенные ЭОР, простые, тестируемые, различные носители)

6. Сетевые (архитектура «клиент-сервер», телекоммуникации, сетевые ОС и Интернет-навигаторы, средства администрирования процесса обучения, коллективной работы, внешней обратной связи)

7. Эргономические (дружественность, выбор темпа, последовательности, адаптация к индивидууму)

8. Эстетические (упорядоченность, выразительность элементов, цвета, размера, расположения, сочетания возсту)

9. Документация (полнота для эффективности эксплуатации, мобильности испольования компонентов)

10. По уровням образования (общее — специальное, профессиональное, дополнительное) и типам занятий (лекции, семинары, лабораторные, консультации, аттестация).

Рисунок 3. Модель процесса проектирования ЭОР

Системная педагогическая цель ЭОРа с необходимостью должна отражать педагогические цели проектировщиков медиаобразовательной среды (рисунок 3).

ЭОР является для студента средством, с помощью которого он может индивидуально, в соответствии со своим уровнем личностного развития, удовлетворять свои образовательные потребности, вступая во взаимодействие с ЭОРами, и со всей медиаобразовательной средой. Основной способ взаимодействия субъектов образовательного процесса с медиаобразовательной средой — это диалог. Поэтому задача разработчиков ЭОРа состоит в том, чтобы обеспечить пользователю как можно более полные возможности диалогового взаимодействия с ЭОРом, с учетом личностно-индивидуальных особенностей пользователя (уровень первоначальной подготовки, мотивация, когнитивный стиль, предпочитаемая модальность восприятия информации и т. д. и т. п.).

Чтобы диалог был педагогически эффективен, каждый вид диалогового взаимодействия с ЭОРом и его структурными элементами, также должен иметь осознанную педагогическую цель.

Таким образом, педагогическое проектирование педагогических целей как медиаобразовательной среды в целом, так и её отдельных элементов — электронных образовательных ресурсов (ЭОРов) является самым первым и ответственным этапом системного проектирования педагогической системы на базе новых информационных технологий.

1.3 Технологии создания электронных учебно-методических комплексов

Разработка электронных учебно-методических комплексов в среде мультимедиа является длительным и дорогостоящим процессом, поэтому важно хорошо представлять себе все основные этапы создания компьютерного учебного курса и возможные принимаемые на каждом этапе разработки решения.

На предварительном этапе осуществляется выбор темы мультимедиа-издания для представления в среде мультимедиа. Должны быть выявлены уже существующие мультимедиа-издания по данной дисциплине, определены предполагаемые затраты и время, необходимые для создания комплекса, а также его возможный тираж и аудитория, которой адресован курс.

Тип аудитории позволяет определить общие требования к мультимедиа-изданию. Электронные учебно-методические комплексы должны учитывать особенности обучения, связанные с различным уровнем общей подготовки обучаемых и уровнем их компьютерных знаний, что может потребовать введения средств предварительного тестирования для оценки имеющихся знаний и подстройки системы для оптимального изложения.

Мультимедиа-материал специального образования должен учитывать уровень подготовки, давать возможность не повторять уже известные темы, обеспечивать наличие самой последней информации в данной предметной области.

Любой электронный учебно-методический комплекс должен содержать электронный учебник, основой которого является [16, 17]:

1 текстовая информация;

2 системы проверки знаний: программы тренажеры (учебно-пробные), тесты (экзаменационно-проверочные).

Поэтому на подготовительном этапе предполагается написание текста курса, подбор иллюстративного и справочного материала, создание эскизов интерфейса и сценария обучающей программы, а также сценариев отдельных блоков (анимационных фрагментов, видеофрагментов, программ, реализующих компьютерное моделирование, блоков проверки знаний и т. п.).

На этом же этапе при желании (или необходимости) разрабатываются различные варианты представления учебного материала (как по форме, так и по содержанию) в зависимости от психологического типа обучаемого. В этом случае может оказаться необходимым проведение также и входного психологического тестирования.

При работе с текстом учебного курса необходимо выполнить его структуризацию с определением точного перечня всех необходимых тем, которые должны быть изложены в данном курсе, делением на главы, параграфы и т. п.

Каждый раздел и весь учебный курс в целом достигнут цели, если изначально определено, какие знания и навыки ученик должен приобрести. Исходя из этого, целесообразно использовать разные мнемонические приемы, включая шрифтовые выделения, использование графики, рисунков и мультипликации.

Для этой цели имеет смысл усилить обобщение выводов: включить сводку основных формул, сформулировать основные положения, составить таблицы. Текст желательно тщательно отредактировать, чтобы не вносить в него в дальнейшем больших изменений. Окончательно отредактированный текст преобразуется в гипертекст.

На основном этапе выполняются работы по непосредственному созданию Электронного пособия. Содержание при этом должно превалировать над формой его представления. Форма представления материала должна быть как можно более строгой.

Страница не должна содержать лишней информации (графической или текстовой), которая могла бы отвлечь внимание читающего. Фон должен быть монотонным, но необязательно белым.

Предпочтительно использование светлого фона, при этом текст должен быть написан темным цветом, например, черным или темно-синим.

Не стоит использовать темный фон и светлый шрифт — это будет утомлять глаза читателя. При подборе гарнитуры шрифта следует исходить из того, что читаемость текста, написанного гарнитурой без серифов (засечек), выше, чем текста, написанного гарнитурой с засечками. При этом следует полностью отказаться от использования мелких размеров шрифтовых гарнитур.

При включении в программу графических изображений нужно учитывать, что страницы будут просматриваться в системах с разным графическим разрешением и глубиной цвета, и ориентироваться на аппаратные средства, доступные большинству потенциальных пользователей обучающей программы.

Использование графических форматов, поддерживающих сжатие изображения (GIF, JPEG и т. п.), позволит сократить общий объем обучающей программы.

Электронное пособие для достижения максимального эффекта должно быть составлено несколько иначе по сравнению с традиционным печатным пособием: главы должны быть более короткие, что соответствует меньшему размеру компьютерных экранных страниц по сравнению с книжными, затем каждый раздел, соответствующий рубрикациям нижнего уровня, должен быть разбит на дискретные фрагменты, каждый из которых содержит необходимый и достаточный материал по конкретному узкому вопросу.

Как правило, такой фрагмент должен содержать один-три текстовых абзаца (абзацы также должны быть короче книжных) или рисунок и подпись к нему, включающую краткое пояснение смысла рисунка.

Таким образом, студент просматривает не непрерывно излагаемый материал, а отдельные экранные фрагменты, дискретно следующие друг за другом.

Дискретная последовательность экранов находится внутри (и в пределах) наименьшей структурной единицы, позволяющей прямую адресацию, т. е. внутри параграфа или подпараграфа (того, что характеризуется заголовком третьего уровня) содержится один или несколько фрагментов, последовательно связанных друге другом гипертекстовыми связями.

На основе таких фрагментов проектируется слоистая структура учебного материала, которая содержит [19]:

1 слой, обязательный для изучения;

2 слой для более подготовленных пользователей;

3 слой для более глубокого изучения определенных разделов;

4 вспомогательные слои;

5 дополнительный слой рекомендаций по применению полученных знаний.

Такая организация учебного материала обеспечивает дифференцированный подход к обучаемым в зависимости от уровня их подготовленности, результатом чего является более высокий уровень мотивации обучения, что приводит к лучшему и ускоренному усвоению материала.

В связи с существенно различной природой печатного материала и электронного издания в последнем возникают две новые и существенные проблемы [20]:

1 проблема размещения и оформления текстового и графического материла на рабочей поверхности экрана, а также размер этой поверхности, использование признака цветности и субъективная реакция пользователей на наличие этих элементов;

2 проблема ориентации и перемещения пользователя внутри электронного издания: между разделами, графикой и рисунками, страницами, включая овладение различными уровнями материала и перемещение между ними, фиксация своих шагов в процессе изучения для обеспечения возможности контроля и статистических исследований.

Размещение информации на поверхности экрана

При работе с электронными материалами следует учитывать несколько моментов:

1 гарнитура, кегль и начертание отдельных символов;

2 размещение текста и свободное пространство на поверхности экрана (в полиграфии говорят об «осветленном» пространстве);

3 виды используемых иллюстраций и графики;

4 читаемость, логическая структура и другие языковые качества электронного текста;

5 особенности реакции пользователя на электронный материал (на то, как материал классифицирован, связь осознания материала пользователем сего представлением и пр.).

Хотя печатные гарнитуры несколько отличаются от экранных компьютерных шрифтов, последние в настоящее время получили достаточное распространение и характеризуются широким разнообразием рисунка.

Как правило, читатель предпочитает работать с простыми по начертанию гарнитурами (Times, Courier, Arial, Sans Serif). Вероятнее всего, это связано с тем, что экранное разрешение в несколько раз меньше, чем у печатного текста.

Во многих работах отмечено также, что большинству пользователей предпочтительнее работать с более плотными экранными текстами (т.е. с малыми размерами кеглей), которые расположены на экране компактно, легче воспринимаются взглядом как нечто единое, цельное.

Аналогичные данные получены при исследовании работы пользователей с телетекстом на экране телевизора: большинство (56%) работающих с ним предпочитают иметь на экране предельно большое количество информации, что может быть достигнуто как за счет уменьшения кегля, так и более компактного размещения блоков текста на экране[22].

Размещение блоков информации на поверхности экрана и их взаимодействие с осветленным пространством экрана относится уже ко второй позиции.

Именно количество и размещение осветленного пространства на экране играет самую важную роль как в нахождении нужного фрагмента материала из общего их экранного множества, так и в восприятии информационного содержания фрагментов текста. Здесь важно не только расстояние между отдельными разделами текста, но и размещение заголовков и соотношение кеглей и начертаний заголовков и фрагментов рядового текста.

Интересно отметить, что упомянутые выше элементы, как показали многие исследования, играют важную роль не только в осознании и понимании содержания материала пользователем, но и в его последующем кодировании и переводе в долговременную память для последующего длительного хранения и дальнейшего использования (запоминания).

Исключительно негативную роль, как с точки зрения производительности, так и осознания и запоминания информации играет мигание и дрожание строк текста.

Важнейшим положительным фактором является использование при отображении признака цветности. В печатном материале применение цвета существенно увеличивает информационную избыточность материала, и, что еще важнее, резко увеличивает затраты на подготовку печатного материала.

В то же время при работе с электронным материалом ничто не препятствует широкому использованию признака цветности, так как в компьютере, в большинстве случаев, используется цветной монитор. Цветом могут выделяться следующие фрагменты:

1 текстовые заголовки;

2 блоки определенного текста;

3 графика и иллюстрации;

4 осветленные пространства, которые обычно выделяются светлыми тонами (например, желтым, светло-зеленым, бледно-розовым и пр.);

5 цветом может выделятся и фактура (подложка, т. е. нечто, подобное тонированию бумаги) трех первых позиций;

6 цветом же рекомендуется выделять все гипертекстовые ссылки, не зависимо оттого, относятся ли они к текстовому или графическому фрагменту учебника.

Виды используемой графики и иллюстраций — еще один из аспектов оформления пользовательского интерфейса поверхности экрана. Иллюстрации и графика сложны для разработки, но являются, в большинстве случаев, предпочтительными для пользователей, так как графическая форма представления материала характеризуется многократно большим информационным объемом и скоростью восприятия информации.

Здесь также нет соответствия между печатным и электронным материалами. Если читатель печатного текста в большинстве случаев не ждет графику (или ожидает ее достаточно редко), то компьютерный пользователь автоматически предполагает высокий процент графики и иллюстраций.

В обучающем и познавательном материале эти ожидания проявляются особенно остро. Ведь графика и иллюстрация — нормальная часть рабочего материала, а в печатных изданиях их число обычно искусственно занижено, что связано с дополнительными расходами на их подготовку и включение в учебник.

В электронных изданиях, в отличие от печатных, графика может не только находится внутри текста, но и выводится в отдельном окне, которое открывается (активизируется) и закрывается пожеланию пользователя.

Языковые качества электронного текста также значительно отличаются от соответствующих характеристик печатного текста. В электронных изданиях следует использовать преимущественно короткие четкие предложения и сжатые параграфы, позволяя пользователя предельно быстро просмотреть экран, отыскивая нужную информацию.

Множество исследователей интересовалось реакцией пользователя на использование аббревиатур и сокращений с тем, чтобы лучше использовать ограниченную поверхность экрана, но пока рекомендуется ограничиваться только общеупотребительными элементами этого типа.

Последний фактор состоит в субъективной реакции пользователя на оформление текста. Если пользователю неприятен стиль оформления текста, то его производительность при работе с ним конечно снизится. Большинство специалистов считают, что познавательная ценность электронного текста измеряется тремя характеристиками: первоначальная реакция пользователя на текст; привлекательность текста; его ясность.

Из этих характеристик привлекательность наиболее субъективна, поэтому привлекательность текста для пользователя может быть достигнута предоставлением ему возможности (в определенных пределах) самостоятельно установить формат представления материала на экране, а может быть, даже управлять системой в целом, включая расположения фрагментов текста, иллюстраций и осветленного пространства, т. е. полностью конфигурировать экранный интерфейс.

Ориентация учащегося в учебнике достигается несколькими путями. Прежде всего, как и в печатном изданий, с помощью заголовков. Рубрикация электронного учебника должна характеризоваться большей глубиной (большим числом уровней), чем у печатного. Разделы электронного учебника должны быть достаточно короткими, каждый раздел должен содержать исчерпывающую информацию по одному конкретному вопросу.

Другой вариант ориентации связан с использованием в электронном учебнике колонтитулов (как и в печатном пособии). Колонтитул может быть предусмотрен на каждой экранной странице и позволяет контролировать название изучаемой главы и параграфа, т. е. пользователь не теряет ориентации в учебнике.

Перечисленные средства ориентации наиболее распространены, хотя можно использовать и некоторые другие, например, в форме всплывающей подсказки, содержащей название раздела или даже в виде представления на экране фрагмента графа рубрикаций, в котором указано (например, выделено цветом) название изучаемого раздела.

Перемещение внутри электронного учебника, в подавляющем большинстве случаев, производится с помощью гипертекстовых ссылок. Известно, что в печатном пособии для перемещения также используются ссылки типа: (см. параграф …) или (см. стр. …), или же оглавление, где указаны номера страниц соответствующих разделов.

Таким образом, пользователь не просто листает по порядку страницы текста, он может отклониться от линейного описания по какой-либо ссылке, т. е. сам управляет процессом выдачи информации. В гипермедиа системе в качестве фрагментов могут использоваться изображения, а информация может содержать текст, графику, видеофрагменты, звук.

1.4 Основные принципы применения компьютерных обучающих систем

Обучающие системы могут использоваться при организованном образовании и при самообразовании. Под организованным образованием понимается учебный процесс в учебных заведениях разных уровней образования, а также в соответствующих подразделениях промышленных организаций (учебно-тренажерных центрах, пунктах и т. п.), входящих в отраслевые образовательные системы.

В рамках организованного образования выделяются следующие категории пользователей обучающих систем (ОС) [26]:

1 обучаемые — школьники, студенты и слушатели учебных заведений, а также специалисты, повышающие квалификацию;

2 преподаватели (инструкторы), проводящие учебные занятия и мероприятия с применением ОС, а также координирующие учебный процесс, в котором используются данные средства;

3 системные администраторы, обеспечивающие работоспособность в конкретных условиях.

Обучаемые составляют базовую категорию пользователей ОС. Преподаватели (инструкторы) и системные администраторы создают необходимые условия для их работы и обеспечивают ее организационную, техническую и методическую поддержку.

Преподаватели (инструкторы) осуществляют:

1 начальное тестирование обучаемых, оценивание их исходной подготовленности и формирование индивидуальных заданий, в которых определяются состав и объем предусматриваемого для них учебного материала, а также показатели, отражающие требования к формируемым знаниям;

2 настройку ОС в соответствии с подготовленными заданиями;

3 проверку функционирования ОС с учетом выполненной настройки;

4 подготовку плановых графиков выполнения заданий обучаемыми;

5 организационную и методическую поддержку мероприятий, в рамках которых используются ОС;

6 контроль работы с ОС обучаемых, анализ и оценивание ее результатов, корректировку на основании этих оценок индивидуальных заданий и графиков их выполнения.

Системные администраторы осуществляют:

1 установку на компьютеры (инсталляцию) ОС;

2 настройку ОС на условия применения;

3 проверку функционирования ОС;

4 техническую поддержку мероприятий, в рамках которых используются ОС.

Условия, в которых следует применять ОС, определяются возможностями этих видов КСО, в самых общих чертах охарактеризованными в предыдущем разделе.

Выбор видов КСО и конкретных средств, удовлетворяющих данным образовательным потребностям, осуществляется преподавателями и методистами, планирующими использование КСО в учебном процессе. Если подходящие продукты на рынке КСО не найдены, формируется заказ на создание новых КСО.

Поскольку состояние этого рынка далеко до насыщения, а образовательные потребности обладают высокой динамикой, в настоящее время большинство решений, связанных с внедрением в учебный процесс КСО, приводят к необходимости разработки новых продуктов. Сформулируем условия, в которых целесообразно ставить задачу создания и применения КУ и КОС.

Для КУ выделяются пять основных условий [27, 28].

1 ОС используется для представления учебного материала большого объема, охватывающего в целом теоретическую и технологическую части какого-либо курса (дисциплины).

2 ОС разрабатывается в расчете на относительно широкий круг обучаемых. Следовательно, отражаемый в нем материал не должен обладать узкоспециальным характером. Соответствующие дисциплины, как правило, изучаются на первых четырех курсах вуза (т.е. до начала деления студентов по специализациям).

3 ОС целесообразно создавать, если имеется дефицит источников учебного материала, или когда материал рассредоточен по множеству слабо согласующихся друг с другом учебно-методических пособий, и есть необходимость его отражения в интегральном средстве, играющем системообразующую роль и обеспечивающем формирование целостного представления о предмете.

4 ОС используются для покрытия относительно устойчивых курсов. Под устойчивостью понимается неизменность структуры и содержания курса на протяжении определенного времени, по истечении которого требуется их корректировка. Постоянство структуры и содержания означает, что они сохраняют свою актуальность. Потребность в корректировке вызывается их устареванием и влечет за собой необходимость обновления ОС (выпуска его новой версии). Минимальный период устойчивости курса, отражаемого в ОС, составляет 3 года. Очевидно, что этот период соответствует времени жизни текущей версии ОС как целостного продукта.

5 Принимая решение о внедрении в учебный процесс ОС, следует учитывать, что наибольший эффект от его использования имеет место, когда основная часть теоретической и технологической подготовки осуществляется обучаемыми самостоятельно с помощью ОС, а возникающие затруднения и вопросы разрешаются на дополнительных семинарах и индивидуальных консультациях с преподавателями. Если организаторы учебного процесса ставят перед собой цель реализации подобной методики, выбор ОС как вида КСО является обоснованным.

2. Основы визуального программирования

2.1 Объектно-ориентированная среда программирования Delphi

Язык программирования служит инструментом для описания подлежащих выполнению действий и представляет собой набор концепций, которые использует разработчик для решения поставленных задач.

Выбор языка программирования В качестве языка программирования для данной системы должен быть выбран универсальный язык программирования высокого уровня, который отвечает следующим требованиям:

1. возможность решения широкого класса задач;

2. набор операторов языка должен отражать принципы структурного проектирования;

3. возможность работы с базами данных;

4. возможности создания запросов к базам данных;

5. синтаксис языка должен быть достаточно не сложным и включать в себя возможность объектно-ориентированного программирования;

6. язык должен быть лёгок для изучения;

7. наличие компилятора с возможностью компоновки исполняемых файлов для работ под управлением операционных систем семейства Windows.

Программирование в Delphi строится на тесном взаимодействии двух процессов: процесса конструирования визуального проявления программы (т. е. ее Windows-окна) 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.

Между содержимым окон формы и кода существует неразрывная связь, которая строго отслеживается Delphi. Это означает, что размещение на форме компонента приводит к автоматическому изменению кода программы и наоборот — удаление тех или иных автоматически вставленных фрагментов кода может привести к удалению соответствующих компонентов.

Помня об этом, программисты вначале конструируют форму, размещая на ней очередной компонент, а уже только после этого переходят, если это необходимо, к написанию фрагмента кода, обеспечивающего требуемое поведение компонента в работающей программе.

2.2 Структура программ Delphi

Основные принципы языка таковы:

1. структурное программирование. Суть его заключается в оформлении последовательностей команд как замкнутых функций или процедур и в объединении данных, связанных по смыслу, в сложные структуры данных. Благодаря этому повышается наглядность текста и упрощается его отладка.

2. проектирование сверху вниз. Программист разбивает свою задачу на несколько более простых, после чего каждая из задач решается по отдельности. Затем компонуются результаты проектирования простых задач, и решается задача проектирования в целом.

3. при объектно-ориентированном программировании данные объединяются со свойственными им операциями обработки в некоторые объекты. При этом свойства одних могут передаваться другим.

Любая программа в Delphi состоит из файла проекта (файл с расширением dpr) и одного или нескольких модулей (файлы с расширениями pas). Каждый из таких файлов описывает программную единицу Object Pascal.

2.3 Структура проекта

Файл проекта представляет собой программу, написанную на языке Object Pascal и предназначенную для обработки компилятором. Эта программа автоматически создается Delphi и содержит лишь несколько строк. Чтобы увидеть их, нужно запустить Delphi и щелкнуть по опции Project | View Source главного меню. Delphi покажет окно кода с закладкой Project1, содержащее следующий текст:

program Projecti;

uses

Forms, Unit1 in 'Unit1.pas' {fmExample};

{$R *.RES}

begin

Application.Initialize;

Application.CreateForm (TfmExample, fmExample);

Application.Run;

end.

В окне кода жирным шрифтом выделяются так называемые зарезервированные слова, а курсивом — комментарии (так же выделяются зарезервированные слова и комментарии в книге). Текст программы начинается зарезервированным словом program и заканчивается словом end с точкой за ним.

Сочетание end со следующей за ней точкой называется терминатором программной единицы: как только в тексте программы встретится такой терминатор, компилятор прекращает анализ программы и игнорирует оставшуюся часть текста.

Зарезервированные слова играют важную роль в Object Pascal, придавая программе в целом свойство текста, написанного на почти естественном английском языке.

Каждое зарезервированное слово (а их в Object Pascal несколько десятков) несет в себе условное сообщение для компилятора, который анализирует текст программы слева направо и сверху вниз. Комментарии, наоборот, ничего не значат для компилятора, и он их игнорирует.

Комментарии важны для программиста, который с их помощью поясняет те или иные места программы.

Наличие комментариев в тексте программы делает ее понятнее и позволяет легко вспомнить особенности реализации программы, которую вы написали несколько лет назад. В Object Pascal комментарием считается любая последовательность символов, заключенная в фигурные скобки. В приведенном выше тексте таких комментариев два, но строка

{$R *.RES}

на самом деле не является комментарием. Этот специальным образом написанный фрагмент кода называется директивой компилятора (в нашем случае — указание компилятору на необходимость подключения к программе так называемого файла ресурсов). Директивы начинаются символом $, который стоит сразу за открывающей фигурной скобкой.

В Object Pascal в качестве ограничителей комментария могут также использоваться пары символов (*, *) и //. Скобки (*…*) используются подобно фигурным скобкам т. е. комментарием считается находящийся в них фрагмент текста, а символы // указывают компилятору, что комментарий располагается за ними и продолжается до конца текущей строки:

{Это комментарий}

(*Это тоже комментарий*)

//Все символы до конца этой строки составляют комментарий

Слово Program со следующим за ним именем программы и точкой с запятой образуют заголовок программы. За заголовком следует раздел описаний, в котором программист (или Delphi) описывает используемые в программе идентификаторы.

Идентификаторы обозначают элементы программы, такие как типы, переменные, процедуры, функции (об элементах программы мы поговорим чуть позже). Здесь же с помощью предложения, которое начинается зарезервированным словом uses (использовать) программист сообщает компилятору о тех фрагментах программы (модулях), которые необходимо рассматривать как неотъемлемые составные части программы и которые располагаются в других файлах. Строки

uses

Forms, Unit1 in 'Unitl.pas' {fmExample};

указывают, что помимо файла проекта в программе должны использоваться модули Forms И Unit1. модуль Forms является стандартным (т. е. уже известным Delphi), а модуль Unit1 — новым, ранее неизвестным, и Delphi в этом случае указывает также имя файла с текстом модуля (in 'uniti.pas') и имя связанного с модулем файла описания формы {fmExample}.

Собственно тело программы начинается со слова begin (начать) и ограничивается терминатором end с точкой. Тело состоит из нескольких операторов языка Object Pascal. В каждом операторе реализуется некоторое действие — изменение значения переменной, анализ результата вычисления, обращение к подпрограмме и т. п. В теле рассматриваемой программы — три исполняемых оператора:

Application.Initialize;

Application.CreateForm (TfmExample, fmExample);

Application.Run;

Каждый из них реализует обращение к одному из методов объекта Application. Объектом называется специальным образом оформленный фрагмент программы, заключающий в себе данные и подпрограммы для их обработки. Данные называются полями объекта, а подпрограммы — его методами. Объект в целом предназначен для решения какой-либо конкретной задачи и воспринимается в программе как неделимое целое (иными словами, нельзя из объекта «выдернуть» отдельное поле или метод). Объекты играют чрезвычайно важную роль в современных языках программирования.

Они придуманы для того, чтобы увеличить производительность труда программиста и одновременно повысить качество разрабатываемых им программ. Два главных свойства объекта — функциональность и неделимость — делают его самостоятельной или даже самодостаточной частью программы и позволяют легко переносить объект из одной программы в другую.

Разработчики Delphi придумали для нас с вами сотни объектов, которые можно рассматривать как кирпичики, из которых программист строит многоэтажное здание программы. Такой принцип построения программ называется объектно-ориентированным программированием (ООП). В объекте Application собраны данные и подпрограммы, необходимые для нормального функционирования Windows-программы в целом. Delphi автоматически создает объект-программу Application для каждого нового проекта. Строка

Application.Initialize;

означает обращение к методу Initialize объекта Application. Прочитав эту строку, компилятор создаст код, который заставит процессор перейти к выполнению некоторого фрагмента программы, написанного для нас разработчиками Delphi. После выполнения этого фрагмента (программисты говорят: после выхода из подпрограммы) управление процессором перейдет к следующей строке программы, в которой вызывается метод CreateForm и т. д.

2.4 Структура модуля Модули — это программные единицы, предназначенные для размещений фрагментов программ. С помощью содержащегося в них программного кода реализуется вся поведенческая сторона программы. Любой модуль имеет следующую структуру: заголовок секция интерфейсных объявлений секция реализации терминатор Заголовок открывается зарезервированным словом Unit за которым следует имя модуля и точка с запятой.

Секция интерфейсных объявлений открывается зарезервированным словом Interface, a секция реализации — словом implementation. Терминатором модуля, как и терминатором программы, является end с точкой. Следующий фрагмент программы является синтаксически правильным вариантом модуля:

unit Unit1;

interface

// Секция интерфейсных объявлений

implementation

// Секция реализации

end.

В секции интерфейсных объявлений описываются программные элементы (типы, классы, процедуры и функции), которые будут «видны» другим программным модулям, а в секции реализации раскрывается механизм работы этих элементов.

Разделение модуля на две секции обеспечивает удобный механизм обмена алгоритмами между отдельными частями одной программы. Он также реализует средство обмена программными разработками между отдельными программистами.

Получив откомпилированный «посторонний» модуль, программист получает доступ только к его интерфейсной части, в которой, как уже говорилось, содержатся объявления элементов. Детали реализации объявленных процедур, функций, классов скрыты в секции реализации и недоступны другим модулям.

Если щелкнуть по закладке Unit1 окна кода, появится такой текст:

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls,

Forms, Dialogs, StdCtrls, Buttons, ExtCtrls;

type

TfmExample = class (TForm)

Panel1: TPanel;

bbRun: TBitBtn;

bbClose: TBitBtn;

edinput: TEdit;

IbOutput: TLabel;

mmOutput: TMemo;

private

{ Private declarations } public

{ Public declarations } end;

var

fmExample: TfmExample;

implementation

$R *.DFM}

end.

Весь этот текст сформирован Delphi, но в отличие от файла проекта программист может его изменять, придавая программе нужную функциональность. В интерфейсной секции описан один тип (класс — fmExample) и один объект (переменная fmExample).

Вот описание класса:

type

TfmExample = class (TForm)

Panell: TPanel;

bbRun: TBitBtn;

bbClose: TBitBtn;

edinput: TEdit;

IbOutput: TLabel;

mmOutput: TMemo;

private

{ Private declarations } public

{ Public declarations } end;

Классы служат основным инструментом реализации мощных возможностей Delphi. Класс является образцом, по которому создаются объекты, и наоборот, объект — это экземпляр реализации класса. Образцы для создания элементов программы в Object Pascal называются типами, таким образом, класс TfmExamplelэто тип.

Перед его объявлением стоит зарезервированное слово type (тип), извещающее компилятор о начале раздела описания типов.

Стандартный класс TForm реализует все нужное для создания и функционирования пустого Windows-окна. Класс TfmExamplel порожден от этого класса, о чем свидетельствует строка

TfmExample = class (TForm)

в которой за зарезервированным словом class в скобках указывается имя родительского класса. Термин «порожден» означает, что класс TfmExample унаследовал все возможности родительского класса TForm и добавил к ним собственные в виде дополнительных компонентов. Перечень вставленных компонентов и составляет значительную часть описания класса.

Свойство наследования классами-потомками всех свойств родительского класса и обогащения их новыми возможностями является одним из фундаментальных принципов объектно-ориентированного программирования.

От наследника может быть порожден новый наследник, который внесет свою лепту в виде дополнительных программных заготовок и т. д.

В результате создается ветвящаяся иерархия классов, на вершине которой располагается самый простой класс TObject (все остальные классы в Delphi порождены от этого единственного прародителя), а на самой нижней ступени иерархии — мощные классы-потомки, которым по плечу решение любых проблем.

Объект fmExampie формально относится к элементам программы, которые называются переменными. Вот почему перед объявлением объекта стоит зарезервированное слово var (от англ. variables — переменные).

Текст модуля доступен как Delphi, так и программисту. Delphi автоматически вставляет в текст модуля описание любого добавленного к форме компонента, а также создает заготовки для обработчиков событии; программист может добавлять свои методы в ранее объявлённые классыйнаполвять обработчики событий конкретным содержанием, вставлять собственные переменные, типы, константы и т. д.

Совместное с Delphi владение текстом модуля будет вполне успешным, если программист будет соблюдать простое правило, он не должен удалять или изменять строки которые вставлены не им, а Delphi.

2.5 Элементы программы

Элементы программы — это минимальные неделимые ее части, еще несущие в себе определенную значимость для компилятора. К элементам относятся [33]:

1. зарезервированные слова;

2. идентификаторы;

3. типы;

4. константы;

5. переменные;

6. метки;

7. подпрограммы;

8. комментарии.

Зарезервированные слова это английские слова, указывающие компилятору на необходимость выполнения определенных действий. Зарезервированные слова не могут использоваться в программе ни для каких иных целей кроме тех, для которых они предназначены.

Например, зарезервированное слово begin означает для компилятора начало составного оператора.

Программист не может создать в программе переменную с именем begin, константу begin, метку begin или вообще какой бы то ни было другой элемент программы с именем begin.

Идентификаторы — это слова, которыми программист обозначает любой другой элемент программы, кроме зарезервированного слова, идентификатора или комментария.

Идентификаторы в Object Pascal могут состоять из латинских букв, арабских цифр и знака подчеркивания. Никакие другие символы или специальные знаки не могут входить в идентификатор.

Из этого простого правила следует, что идентификаторы не могут состоять из нескольких слов (нельзя использовать пробел) или включать в себя символы кириллицы (русского алфавита).

Типы — это специальные конструкции языка, которые рассматриваются компилятором как образцы для создания других элементов программы, таких как переменные, константы и функции.

Любой тип определяет две важные для компилятора вещи: объем памяти, выделяемый для размещения элемента (константы, переменной или результата, возвращаемого функцией), и набор допустимых действий, которые программист может совершать над элементами данного типа.

Любой определяемый программистом идентификатор должен быть описан в разделе описаний (перед началом исполняемых операторов). Это означает, что компилятор должен знать тот тип (образец), по которому создается определяемый идентификатором элемент.

Константы определяют области памяти, которые не могут изменять своего значения в ходе работы программы. Как и любые другие элементы программы, константы могут иметь свои собственные имена. Объявлению имен констант должно предшествовать зарезервированное слово const (от англ. constants — константы). Например, можно определить константы

const

Kbyte = 1024;

Mbyte = Kbyte*Kbyte;

Gbyte = 1024*Mbyte;

чтобы вместо длинных чисел

1 048 576 (1024*1024) и 1 073 741 824

(1024*1024*1024)

писать, соответственно, Mbyte и Gbyte.

Тип константы определяется способом ее записи и легко распознается компилятором в тексте программы, поэтому программист может не использовать именованные константы (т. е. не объявлять их в программе явно).

Переменные связаны с изменяемыми областями памяти, т. е. с такими ее участками, содержимое которых будет меняться в ходе работы программы. В отличие от констант переменные всегда объявляются в программе.

Для этого после идентификатора переменной ставится двоеточие и имя типа, по образу которого должна строиться переменная. Разделу объявления переменной (переменных) должно предшествовать слово var. Например:

var

inValue: Integer;

byValue: Byte;

Здесь идентификатор inValue объявляется как переменная типа integer, а идентификатор byValue — как переменная типа Byte. Стандартный (т. е. заранее определенный в Object Pascal) тип integer определяет четырехбайтный участок памяти, содержимое которого рассматривается как целое число в диапазоне от -2 147 483 648 до+2 147 483 647, а стандартный тип Byte — участок памяти длиной 1 байт, в котором размещается беззнаковое целое число в диапазоне от 0 до 2554

Метки — это имена операторов программы. Метки используются очень редко и только для того, чтобы программист смог указать компилятору, какой оператор программы должен выполнятся следующим. Метки, как и переменные, всегда объявляются в программе. Разделу объявлений меток предшествует зарезервированное сло-во label (метка). Например:

label

Loop;

begin

Goto Loop;

// Программист требует передать управление

// оператору, помеченному меткой Loop. …

// Эти операторы будут пропущены

Loор:

// Оператору, идущему за этой меткой,

…

// будет передано управление

end;

Подпрограммы — это специальным образом оформленные фрагменты программы. Замечательной особенностью подпрограмм является их значительная независимость от остального текста программы. Говорят, что свойства подпрограммы локализуются в ее теле.

Это означает, что, если программист что-либо изменит в подпрограмме, ему, как правило, не понадобится в связи с этим изменять что-либо вне подпрограммы.

Таким образом, подпрограммы являются средством структурирования программ, т. е. расчленения программ на ряд во многом независимых фрагментов. Структурирование неизбежно для крупных программных проектов, поэтому подпрограммы используются в Delphi-программах очень часто.

В Object Pascal есть два сорта подпрограмм: процедуры и функции. Функция отличается от процедуры только тем, что ее идентификатор можно наряду с константами и переменными использовать в выражениях, т. к. функция имеет выходной результат определенного типа. Если, например, определена функция

Function MyFunction: Integer;

и переменная var

X: Integer;

то возможен такой оператор присваивания:

Х := 2*MyFunction-l;

Имя процедуры нельзя использовать в выражении, т. к. процедура не имеет связанного с нею результата:

Procedure MyProcedure;

X := 2*MyProcedure-l; // Ошибка!

2.6 Принципы создания HTML - документов

Для отображения материала в боле удобном и читаемом виде при разработке программного модуля использовался компонент Delphi WebBrowser, который использует элемент управления ActiveX WebBrowser, входящий в состав Microsoft Internet Explorer.

Таким образом, этот компонент имеется на любом компьютере, на котором установлен Internet Explorer. Все последние версии Windows содержат TWebBrowser в своем составе и без него практически неработоспособны.

В связи с этим необходимо описать технологию разработки HTML — документов.

HTML — это не язык программирования, это язык разметки. Он возник в результате длительного развития гипертекстовых информационных систем, появление которых скрывается в далеком прошлом.

Идея таких систем была введена В. Бушем в 1945 году в предложениях по созданию электромеханической информационной системы Memex.

Идея гипертекстовой информационной системы состоит в том, что пользователь имеет возможность просматривать документы (страницы текста) в том порядке, в котором ему это больше нравится, а не последовательно, как это принято при чтении книг.

Поэтому термин гипертекст можно кратко определить, как нелинейный текст. Это достигается путем специального механизма для связи различных страниц текста при помощи гипертекстовых ссылок, т. е. у обычного текста есть «линейные» ссылки типа «следующий — предыдущий», а у гипертекста можно построить еще сколь угодно много других ссылок.

Примерами гипертекста являются энциклопедии, в которых текст каждой статьи содержит ссылки на другие статьи, а те, в свою очередь, на какие-то другие и т. д.

Довольно очевидно, что гипертекстовые системы представляют собой весьма удобные средства хранения и связывания разнородной информации, используемой на множестве компьютеров, объединенных в сеть.

В качестве инструмента для создания HTML — документов в данном проекте была выбрана среда Microsoft Front Page. Данная среда имеет удобный и понятный интерфейс, который значительно облегчает работу (рисунок 4).

FrontPage, входит в пакет приложений Microsoft Office, стал первым продуктом широкого использования для Internet, сочетающим в себе клиентскую и серверную части и обеспечивающим возможность разработки сайта в целом и установки его на большинство популярных серверов. FrontPage способен взять на себя всю необходимую работу по программированию.

Однако FrontPage станет достаточно серьезным помощником и для профессиональных разработчиков, предпочитающих держать в руках полный контроль над творческим процессом.

Программа FrontPage выпущена компанией Microsoft и выполнена в едином стиле продуктов, входящих в пакет Microsoft Office, поэтому внешний вид программы практически не отличается от текстового процессора Word.

Рисунок 4. Окно Microsoft Front Page

В верхней части окна располагается строка меню и две панели инструментов: Стандартная и Форматирование. Включать или отключать отображение панелей инструментов позволяет меню Вид. В левой части находится Панель представлений, при помощи которой можно переключать режимы документа.

Основную часть окна занимает рабочая область, в которой могут быть открыты одно или несколько окон, содержащих отдельные документы. В нижней части окна располагается строка состояния, содержащая справочную информацию. Так же в нижней части окна находятся три кнопки просмотра документа.

2.7 Сфера применения программы

Данная программа предназначена для изучения основ работы с программной средой Borland Developer Studio и может использоваться в средних и средне-специальных учебных заведениях как средство в содействии дополнительному обучению программированию.

Используя эту программу, обучающийся получает легкий доступ к описанию интерфейса программного средства Borland Developer Studio и перечислению его основных функциональных возможностей. Есть возможность пополнения учебного материала, что делает этот электронный учебник более гибким в использовании.

2.8 Системные требования и установка программы

Минимальные системные требования:

1. Тактовая частота процессора не ниже 1Ггц;

2. Операционная система Windows '98 или выше;

3. Свободного пространства на жестком диске не менее 70МБ;

4. Объем оперативной памяти не менее 64 МБ;

5. Установка программы на компьютер осуществляется путем запуска файла установки с именем ОИК setup.exe.

2.9 Логическая структура программы

Программа состоит из четырёх форм:

— «Главное окно» ;

— «Учебник» — текущая страница учебника;

— «Тест»

— «Архив»

При использовании документов в HTML формате для их отображения используется встроенный компонент Delphi WebBrowser.

if ListBox1. ItemIndex = 1 then

WebBrowser1.Navigate (GetCurrentDir + 'bookзнакомство1.htm');

Специальный компонент DirectoryListBox1 помогает определить текущий каталог для того, чтобы программа работала из любого каталога, куда ее запишут.

ЭУМК по своей сути разделен на три не зависимые модуля: непосредственно сам электронный учебник, программа итогового тестирования и архив результатов тестирования.

Листинг. Форма 1. Главное окно

unit unMain;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, OleCtrls, SHDocVw, ExtCtrls, StdCtrls, Menus, jpeg, SkinManager;

type

TForm1 = class (TForm)

Image2: TImage;

Image3: TImage;

Image4: TImage;

Image6: TImage;

Image1: TImage;

sSkinManager1: TsSkinManager;

procedure N1Click (Sender: TObject);

procedure Image2Click (Sender: TObject);

procedure Image3Click (Sender: TObject);

procedure Image5Click (Sender: TObject);

procedure Image6Click (Sender: TObject);

procedure Image4Click (Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

implementation

uses unBook, unEditDB, unTest, TCV, unArh;

{$R *.dfm}

procedure TForm1. N1Click (Sender: TObject);

begin

Application.CreateForm (TForm2, Form2);

Form2.ShowModal;

end;

procedure TForm1. Image2Click (Sender: TObject);

begin

Application.CreateForm (TForm2, Form2);

Form2.ShowModal;

end;

procedure TForm1. Image3Click (Sender: TObject);

label l1, l2;

begin

l1:

FIO := InputBox («Введите ФИО»);

If FIO = «Введите ФИО» Then GoTo l1;

l2:

NGr := InputBox («Введите номер группы»);

if NGr = «Номер группы» Then GoTo l2;

Application.CreateForm (TForm4, Form4);

Form4.ShowModal;

end;

procedure TForm1. Image6Click (Sender: TObject);

begin

Application.Terminate;

end;

procedure TForm1. Image4Click (Sender: TObject);

begin

Application.CreateForm (TForm5, Form5);

Form5.ShowModal;

end;

end.

Форма 2. Учебник сконструирован таким образом, что слева в оглавлении находится список тем для выбора, а справа отображается содержание темы.

Эта процедура работает следующим образом

procedure TForm2. Image1Click (Sender: TObject);

begin

if ListBox1. ItemIndex = 0 then

WebBrowser1.Navigate (GetCurrentDir + 'book1.htm');

if ListBox1. ItemIndex = 1 then

WebBrowser1.Navigate (GetCurrentDir + 'book3.htm');

if ListBox1. ItemIndex = 2 then

WebBrowser1.Navigate (GetCurrentDir + 'book4.htm');

if ListBox1. ItemIndex = 3 then

WebBrowser1.Navigate (GetCurrentDir + 'book5.htm');

if ListBox1. ItemIndex = 4 then

WebBrowser1.Navigate (GetCurrentDir + 'book6.htm');

if ListBox1. ItemIndex = 5 then

WebBrowser1.Navigate (GetCurrentDir + 'book7.htm');

if ListBox1. ItemIndex = 6 then

WebBrowser1.Navigate (GetCurrentDir + 'book8.htm');

if ListBox1. ItemIndex = 7 then

WebBrowser1.Navigate (GetCurrentDir + 'book9.htm');

if ListBox1. ItemIndex = 8 then

WebBrowser1.Navigate (GetCurrentDir + 'book10.htm');

if ListBox1. ItemIndex = 9 then

WebBrowser1.Navigate (GetCurrentDir + 'book11.htm');

end;

Форма 3. Основные процедуры, реализующие функцию тестирования. Процедура — регистрация учащегося на тестирования.

procedure TForm4. FormCreate (Sender: TObject);

label l1;

var i: Integer;

Arhiv: TextFile;

begin

for i := 1 to 60 do

begin

TMemo (FindComponent ('Memo' + IntToStr (i))).Lines.LoadFromFile (GetCurrentDir + 'db' + IntToStr (i) + '.vo');

end;

l1:

AssignFile (Arhiv, GetCurrentDir + 'dbarhFIO.ar');

Reset (Arhiv);

For i := 1 to 25 Do Readln (Arhiv, FileFIO[i]);

CloseFile (Arhiv);

AssignFile (Arhiv, GetCurrentDir + 'dbarhNGr.ar');

Reset (Arhiv);

For i := 1 to 25 Do Readln (Arhiv, FileNGr[i]);

CloseFile (Arhiv);

AssignFile (Arhiv, GetCurrentDir + 'dbarhOce.ar');

Reset (Arhiv);

For i := 1 to 25 Do Readln (Arhiv, FileOce[i]);

CloseFile (Arhiv);

If String (FileFIO[25]) <> '—-' Then

Begin

AssignFile (Arhiv, GetCurrentDir + 'dbarhFIO.ar');

Rewrite (Arhiv);

For i := 1 to 25 do

begin

Writeln (Arhiv, NullRec);

end;

CloseFile (Arhiv);

end;

If String (FileNGr[25]) <> '—-' Then

Begin

AssignFile (Arhiv, GetCurrentDir + 'dbarhNGr.ar');

Rewrite (Arhiv);

For i := 1 to 25 do

begin

Writeln (Arhiv, NullRec);

end;

CloseFile (Arhiv);

end;

If String (FileOce[25]) <> '—-' Then

Begin

AssignFile (Arhiv, GetCurrentDir + 'dbarhOce.ar');

Rewrite (Arhiv);

For i := 1 to 25 do

begin

Writeln (Arhiv, NullRec);

end;

CloseFile (Arhiv);

end;

For i := 1 to 25 do

begin

if String (FileFIO[i]) = '—-' Then

begin

MyPostionA := i;

Break;

end;

end;

end;

Процедура выставления оценок

If Ball = 0 then Oc := 2;

If (Ball > 0) or (Ball = 4) Then Oc := 3;

If (Ball = 5) or ((Ball > 5) and (Ball < 10)) Then Oc := 4;

If (Ball = 10) or ((Ball > 10) and (Ball < 16)) then Oc := 5;

Тестовая база хранится в папке DB. Каждый тест разбивается по отдельным текстовым файлам, т. е. вопрос и варианты ответов сохраняются в отдельных файлах. Коды правильных ответов находятся в файле po.

Форма 4. Архив.

procedure TForm5. FormCreate (Sender: TObject);

var i: Integer;

Arhiv: textFile;

begin

StringGrid1.Cells[0, 0] := 'ФИО';

StringGrid1.Cells[1, 0] := 'Номер группа';

StringGrid1.Cells[2, 0] := 'Оценка';

AssignFile (Arhiv, GetCurrentDir + 'dbarhFIO.ar');

Reset (Arhiv);

For i := 1 to 25 Do

begin

Readln (Arhiv, FileFIO[i]);

end;

CloseFile (Arhiv);

AssignFile (Arhiv, GetCurrentDir + 'dbarhNGr.ar');

Reset (Arhiv);

For i := 1 to 25 Do

begin

Readln (Arhiv, FileNGr[i]);

end;

CloseFile (Arhiv);

AssignFile (Arhiv, GetCurrentDir + 'dbarhOce.ar');

Reset (Arhiv);

For i := 1 to 25 Do

begin

Readln (Arhiv, FileOce[i]);

end;

CloseFile (Arhiv);

For i := 1 to 25 Do

begin

StringGrid1.Cells[0, i] := string (FileFIO[i]);

StringGrid1.Cells[1, i] := string (FileNGr[i]);

StringGrid1.Cells[2, i] := string (FileOce[i]);

end;

end;

3. Руководство пользователя

3.1 Описание установки программного продукта

Программа сконфигурирована таким образом, что она должна работать в любом каталоге. Т. е. для установки программы достаточно перенести рабочий каталог с лазерного диска в любое место вашего компьютера или запустить ее с лазерного диска.

Еще одно ограничение, каталог, откуда запущена программа, должен быть открыт для записи (для сохранения результатов работы). В противном случае при запуске программы обучение всегда будет начинаться с первой страницы, а результаты текущей работы по окончании будут сброшены.

3.2 Описание интерфейса программы

При открытии электронного учебника появляется главная форма (рисунок 5), на которой расположены основные кнопки: Учебник — раскрывает содержание учебника, Тестирование — начинается тестирование по предмету, Архив результатов — сохраняет результаты тестирования, Выход — выход из программы.

Рисунок 5. Главная форма электронного учебника.

При нажатии кнопки Учебник раскрывается окно (рисунок 6), в левой части окна расположено Оглавление. Для изучения необходимо выбрать название темы и нажать кнопку Перейти.

Рисунок 6. Окно Учебник.

Появится следующее окно (рисунок 7).

Рисунок 7. Содержание темы учебника.

Раскрывается содержание выбранной темы, каждая тема снабжена внутренними гиперссылками. Для выхода в основное окно необходимо нажать кнопку Выход.

При нажатии кнопки Тестирование появляется следующая форма регистрации обучаемого (рисунок 8):

Рисунок 8. Регистрация на тестирование: Ввод ФИО

Сначала необходимо ввести ФИО, затем в следующем окне (рисунок 9) — номер группы.

Рисунок 9. Ввод номера группы

В следующем окне появляется окно Тест (рисунок 10). В верхней части окна расположен вопрос, а в нижней варианты ответов

Рисунок 10. Окно Тест.

Для выбора варианта ответа в окне Ваш вариант ответа выбирается Первый, Второй или Третий. Затем нажимается кнопка Следующий вопрос. При ответе на последний вопрос появляется кнопка Проверить, при её нажатии появляется оценка за тестирование

Если выбрать в окне главной формы кнопку Архив результатов, появится окно, содержащее список всех тестирующихся по данной программе.

4. Техника безопасности при работе за компьютером

Охрана труда — система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Научно-технический прогресс внес серьезные изменения в условия производственной деятельности работников умственного труда.

Их труд стал более интенсивным, напряженным, требующим значительных затрат умственной, эмоциональной и физической энергии. Это потребовало комплексного решения проблем эргономики, гигиены и организации труда, регламентации режимов труда и отдыха.

Охрана здоровья трудящихся, обеспечение безопасности условий труда, ликвидация профессиональных заболеваний и производственного травматизма составляет одну из главных забот человеческого общества. Обращается внимание на необходимость широкого применения прогрессивных форм научной организации труда, сведения к минимуму ручного, малоквалифицированного труда, создания обстановки, исключающей профессиональные заболевания и производственный травматизм.

4.1 Типовая инструкция по охране труда

1. Общие требования безопасности[36].

В кабинетах вычислительной техники установлено сложное, повышенной опасности аппаратура — компьютеры, принтеры и другие технические средства, требующие бережного и осторожного обращения. При включении дисплея работает электронно-лучевая трубка, которая находится под высоким напряжением.

Перед началом работы в кабинете вычислительной техники необходимо пройти инструктаж по правилам эксплуатации вычислительной техники и по электробезопасности. По содержанию инструктажа необходимо сдать зачет. Студенты и учащиеся, не сдавшие зачет, к работе на вычислительной технике не допускаются.

Невыполнение правил эксплуатации вычислительной техники и электробезопасностигрубейшее нарушение порядка и дисциплины.

2. Требования безопасности перед началом работы:

2.1. Не входить в кабинет вычислительной техники в уличной обуви.

2.2. Отрегулировать высоту сидения стула таким образом, чтобы линия взора приходилась на центр экрана монитора.

2.3. Убедиться в отсутствии видимых повреждений аппаратуры, соединительных проводов, другого оборудования. Запрещается работать на средствах вычислительной техники, имеющих нарушение целостности корпусов и изоляции проводов, а также с неисправной индикацией включения питания. О всех неисправностях немедленно сообщать преподавателю.

2.4. Начинать работу на вычислительной технике необходимо только по указанию преподавателя.

3.Требования безопасности во время работы

3.1. Во время работы необходимо соблюдать оптимальное расстояние глаз до экрана монитора (60−70 см.), допустив не менее 50 сантиметров.

3.2. Запрещается без разрешения преподавателя включать, отключать и передвигать средства вычислительной техники, трогать разъемы соединительных проводов, прикасаться к экрану и тыльной стороне монитора.

3.3. Работать на клавиатуре следует только чистыми руками и при включенном компьютере. При вводе информации с клавиатуры необходимо плавно нажимать на клавиши, не допуская резких ударов.

3.4. Запрещается работать на средствах вычислительной техники во влажной одежде и влажными руками, класть на монитор или клавиатуру диски, книги, тетради, ручки, карандаши и т. п., облокачиваться на них, вставать и ходить по кабинету, отвлекать товарищей.

3.5. Обучающимся не следует вставать при входе посетителей. Входить в кабинет вычислительной техники и выходить из него как в урочное, так и во внеурочное время можно только с разрешения преподавателя.

4.Требования безопасности в аварийных случаях.

Неправильное обращение со средствами вычислительной техники может привести к поражению электрическим током, вызвать загорание аппаратуры.

При появлении необычного звука, самопроизвольном отключении аппаратуры, а также при появлении запаха гари следует немедленно прекратить работу, выключить аппаратуру и сообщить об этом преподавателю.

При необходимости следует оказать помощь в тушении огня. Каждый обучающийся должен знать, как следует обращаться с огнетушителями типа ОУ-5, ОП-10.

5.Требования безопасности по окончании работы.

По окончании работы по указанию преподавателя отключить аппаратуру, навести порядок на рабочем месте.

Покидать кабинет можно только по разрешению преподавателя.

4.2 Требование к помещениям

Согласно Санитарным Правилам и Нормам в учебных заведениях площадь на 1 рабочее место должна быть не менее 5 кв. м.

В компьютерном классе расположено 14 компьютеров. Ширина этого помещения равна 6,5 м, длина 11 метров, высота 3 м, площадь равна 71,5, т. е. 71,5/14=5,1 м, что соответствует требованиям.

4.3 Требования к освещению

Произведем расчет необходимого количества светильников компьютерного класса.

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 [37]

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 = 11 м, b = 6,5 м, h = 3 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=11*6,5=71,5 кв.м.

Определяем индекс помещения (3)

(3)

Определяем коэффициент использования осветительной установки, исходя из значений коэффициентов отражения и индекса помещения: U=49

Определяем требуемое количество светильников (4):

(4)

В компьютерном классе имеется 15 ламп ЛВО 4×18, что не соответствует стандарту освещенности, описанному выше.

4.4 Мероприятия по защите от вредных и опасных факторов

1) Для нормализации воздуха в кабинете, где расположены рабочие места следует использовать вентиляцию, как естественную, так и искусственную. К видам естественной вентиляции можно отнести неорганизованную естественную вентиляцию. Но использование такого вида вентиляции имеет ряд недостатков: воздух поступающий в помещение не подогревается и не увлажняется, поэтому в кабинете целесообразно применять механическую общую приточную вентиляцию, которая устраняет недостатки естественной. Для обеспечения соответствующей температуры в зимнее время следует использовать централизованное отопление, а в летнее — различные виды вентиляции.

2) Нормальное освещение обеспечивается путем рационального комбинирования и применения естественного и искусственного освещения. Правильного размещения монитора на рабочем месте относительно оконных проемов.

3) Для защиты от шума, создаваемого в лаборатории оборудованием, целесообразно использовать следующие методы:

— Снижение шума в источнике его возникновения;

— Снижение шума на пути его распространения.

Так, для уменьшения шума создаваемого оборудованием лаборатории, его необходимо располагать на специальных амортизирующих прокладках, помещение, в котором данное оборудование облицовывать звукопоглощающей плиткой.

Для защиты от внешнего шума подобные лаборатории следует располагать в нерабочей зоне (в отдельном здании, либо в здании управления предприятием).

4) для защиты от ионизирующего излучения следует использовать: во-первых, источники с минимальным выходом ионизирующего излучения (электронно-лучевая трубка), во-вторых, ограничивать время работы с источником ионизирующего излучения и, в-третьих — экранирование источников.

5) защита персонала кабинета от поражения электрическим током обеспечивается правильным размещением оборудования, правильным выполнением электропроводки, ее надежной изоляцией и выполнением требований по технике безопасности при работе в кабинете.

6) уменьшение влияния психофизиологических нагрузок на организм человека достигается путем правильного оформления рабочего места (согласно ГОСТ 122.032−78 и ГОСТ 21 829–76), рационального распределения рабочего времени (через каждые 2 часа проведенные за ПЭВМ необходимо обеспечивать 10−15 минут отдыха), правильным цветовым оформлением (коэффициенты отражения должны быть: 60−70% для потолка, 40−50% для стен, 30% для пола, 30−40% для других отражающих поверхностей), обеспечением соответствующей настройки параметров терминального оборудования (контрастность изображения знака не менее 0,8; яркость освещения экрана не менее 10 kq/m2; разрешение экрана 640×480 и более; частота регенерации изображения не менее 72 МГц)

7) пожарная безопасность в соответствии с ГОСТ 12.1.004−91 обеспечивается системами предотвращения пожара (использование заземления для защиты от статического напряжения, контроль состояния изоляции, молниезащита зданий, наличие плавких предохранителей в электрооборудовании), системами пожарной защиты (системы оповещения о пожаре, наличия первичных средств тушения пожара, аварийное отключение аппаратуры), организационно-техническими мероприятиями [38, 39].

Эргономические требования к рабочему месту

Проектирование рабочих мест, снабженных видеотерминалами, относится к числу важных проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники.

Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям.

Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места программиста должны быть соблюдены следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения. 38]

Эргономическими аспектами проектирования видеотерминальных рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования к расположению документов на рабочем месте (наличие и размеры подставки для документов, возможность различного размещения документов, расстояние от глаз пользователя до экрана, документа, клавиатуры и т. д.), характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость элементов рабочего места. 38]

Главными элементами рабочего места программиста являются стол и кресло. Основным рабочим положением является положение сидя.

Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление программиста. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации.

То, что требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства.

Моторное поле — пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека.

Максимальная зона досягаемости рук — это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

Оптимальная зона — часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом.

На рисунке 11 показано оптимальное размещение предметов труда и документации в зонах досягаемости: дисплей размещается в зоне «а» (в центре); системный блок размещается в предусмотренной нише стола; клавиатура — в зоне «г», «д»; «мышь» — в зоне «в» справа; сканер в зоне «а», «б» (слева); принтер находится в зоне «а» (справа); документация, необходимая при работе — в зоне легкой досягаемости ладони — «в», а в выдвижных ящиках стола — литература, неиспользуемая постоянно, в комнате рабочего места операторов.

а — зона максимальной досягаемости; б — зона досягаемости пальцев при вытянутой руке; в — зона легкой досягаемости ладони; г — оптимальное пространство для грубой ручной работы; д — оптимальное пространство для тонкой ручной работы.

Рисунок 11. Зоны досягаемости рук в горизонтальной плоскости Для комфортной работы стол должен удовлетворять следующим условиям:

1. высота стола должна быть выбрана с учетом возможности сидеть свободно, в удобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники;

2. нижняя часть стола должна быть сконструирована так, чтобы программист мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги;

3. поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения программиста;

4. конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков (не менее 3 для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей).

5. высота рабочей поверхности рекомендуется в пределах 680−760мм. Высота поверхности, на которую устанавливается клавиатура, должна быть около 650 мм. 39]

Большое значение придается характеристикам рабочего кресла. Так, рекомендуемая высота сиденья над уровнем пола находится в пределах 420−550мм. Поверхность сиденья мягкая, передний край закругленный, а угол наклона спинки — регулируемый.

Необходимо предусматривать при проектировании возможность различного размещения документов: сбоку от видеотерминала, между монитором и клавиатурой и т. п. Кроме того, в случаях, когда видеотерминал имеет низкое качество изображения, например заметны мелькания, расстояние от глаз до экрана делают больше (около 700мм), чем расстояние от глаза до документа (300−450мм). Вообще при высоком качестве изображения на видеотерминале расстояние от глаз пользователя до экрана, документа и клавиатуры может быть равным.

Положение экрана определяется:

1. расстоянием считывания (0,6…0,7м);

2. углом считывания, направлением взгляда на 20 ниже горизонтали к центру экрана, причем экран перпендикулярен этому направлению.

Должна также предусматриваться возможность регулирования экрана:

1. по высоте +3 см;

2. по наклону от -10 до +20 относительно вертикали;

3. в левом и правом направлениях.

Немаловажное значение также придается правильной рабочей позе пользователя. При неудобной рабочей позе могут появиться боли в мышцах, суставах и сухожилиях. Требования к рабочей позе пользователя видеотерминала следующие:

1. голова не должна быть наклонена более чем на 20,

2. плечи должны быть расслаблены,

3. локти — под углом 80…100,

4. предплечья и кисти рук — в горизонтальном положении.

Причина неправильной позы пользователей обусловлена следующими факторами: нет хорошей подставки для документов, клавиатура находится слишком высоко, а документы — низко, некуда положить руки и кисти, недостаточно пространство для ног. В целях преодоления указанных недостатков даются общие рекомендации: лучше передвижная клавиатура; должны быть предусмотрены специальные приспособления для регулирования высоты стола, клавиатуры и экрана, а также подставка для рук. 40]

Существенное значение для производительной и качественной работы на компьютере имеют размеры знаков, плотность их размещения, контраст и соотношение яркостей символов и фона экрана. Если расстояние от глаз оператора до экрана дисплея составляет 60…80 см, то высота знака должна быть не менее 3 мм, оптимальное соотношение ширины и высоты знака составляет 3:4, а расстояние между знаками — 15…20% их высоты. Соотношение яркости фона экрана и символов — от 1:2 до 1:15.

Во время пользования компьютером медики советуют устанавливать монитор на расстоянии 50−60 см от глаз. Специалисты также считают, что верхняя часть видеодисплея должна быть на уровне глаз или чуть ниже. Когда человек смотрит прямо перед собой, его глаза открываются шире, чем когда он смотрит вниз. За счет этого площадь обзора значительно увеличивается, вызывая обезвоживание глаз. К тому же если экран установлен высоко, а глаза широко открыты, нарушается функция моргания. Это значит, что глаза не закрываются полностью, не омываются слезной жидкостью, не получают достаточного увлажнения, что приводит к их быстрой утомляемости.

Создание благоприятных условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих мест на производстве имеет большое значение как для облегчения труда, так и для повышения его привлекательности, положительно влияющей на производительность труда.

Заключение

В век современных компьютерных технологий и формирования информационного общества, особо актуальна идейная направленность выбранной темы. Подготовка качественного электронного материала — первый шаг казахстанцев в мировое информационное пространство.

Использование анимационо-демонстрационных программ дает возможность преподавателю наглядно демонстрировать предлагаемый учебный материал. Современные компьютерные технологии и периферийные устройства позволяют не только реализовывать подобные вещи за персональным компьютером, но и показывать всей аудитории с помощью большого монитора или мультимедийного проектора.

Особо важным моментом является применение интерактивно-мультимедийных программ. Они обеспечивают обучение школьников и учеников в режиме самообучения.

Большинство имеющихся в настоящее время мультимедийных учебников не отвечают пока всем требованиям, предъявляемым к ним. Поэтому технология создания мультимедийных учебников и электронных учебно-методичеких комплексов — одна из сложнейших задач Концепции развития образования Республики Казахстан, в которой предполагается создание единой информационной образовательной среды, позволяющей на основе использования новых информационных технологий повысить качество казахстанского образования, обеспечить равные возможности гражданам на получение образования всех уровней и ступеней, а также интегрировать информационное пространство республики в мировое образовательное пространство.

В результате исследований, был сделан вывод, что мультимедийные технологии эффективно использовать не только для создания электронных учебников, но и для создания электронных комплексов, в которые входят контролирующие и тестирующие программы, анимационно-мультипликационные проекты, интерактивно-мультимедийные системы.

Цель дипломной работы — разработка обучающей системы по дисциплине Экспертные системы. Цель достигнута. Для этого были решены следующие задачи:

1. Проведено аналитическое исследование проблем создания электронных обучащих систем, рассмотрены основные требования и классификации.

2. Подготовлен методический материал по выбранной дисциплине.

3. Определена общая структура проекта.

4. Выбран язык программирования.

5. Написан и отлажен программный продукт.

6. Оформлена пояснительная записка к дипломному проекту.

Создание и разработка электронных учебно-методических комплексов средствами мультимедиа в образовательном процессе — одна из главных задач повышения низкого уровня (по сравнению с российским) казахстанского образования.

Создание компьютерных учебнометодических комплексов нового поколения для систем среднего, высшего, профессионального и дополнительного образования определено в качестве одного из основных направлений стратегий информатизации образования в Республике Казахстан. Развитие индустрии информационных услуг сферы образования, включающей производство компьютерных учебнометодических комплексов и программнометодического обеспечения, наряду с созданием и развитием телекоммуникационных структур отдельных образовательных учреждений и отрасли в целом, систем качества образования составляет основу формирования инфраструктуры информатизации образования.

Компьютерные технологии, применяемые при разработке электронных учебных средств, позволяют наделить их многими дидактическими возможностями, которые невозможно реализовать в традиционных печатных учебниках.

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

2. Нургалиева Г. К. «Достижение в области информатизации образования — объективная основа реализации ДО в Казахстане.

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

4. 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.

5. Джусубалиева Д. М. Формирование информационной культуры учеников в условиях дистанционного обучения. Алматы, Гылым, 1997.

6. АндреевА.А., МеркуловВ.П., ТаракановГ.В. Современные телекоммуникационные системы в образовании //Педагогическая информатика. -1995. № 1.

7. Quentin-Baxter M., Dewhurst D. A method for evaluating the efficiency of presenting in a hypermedia environment. / Computers & Education — Pergamon Press, 1992, -Vol.18, № 1−3

8. Hartog R.J.M. Computer assisted leaning: from process control paradigm to information resource paradigm. / J. Of microcomputer application. -Academic press, 1989, -Vol.12, № 1

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

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

11. 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.

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

13. Татьяна Анатольевна, Алексей Харитонов «Мультимедийный учебник. Поиски жарнов. Журнал «Компьютер пресс», № 9, 1998 г.

14. Митько К. «Интеграция различных способов освоения мира в учебнике нового поколения и новые задачи образования в XXI веке», РМЦ, 2004 г.

15. Запорожец А. В. Психология. Просвещение Москва 1965.

16. Ившина Г. В. Компьютеризация педагогического эксперимента по выявлению развития творческих способностей студентов в обучении. Казань, 1990, автореферат канд. дис.

17. Илюшин С. А., Собкин Б. Л. Персональные ЭВМ в учебном процессе. М., 1992.

18. История всемирной литературы, том второй, Издательство «Наука», М., 1984.

19. Маргулис Е. Д. Психолого-педагогические основы компьютеризации обучения. К., 1987.

20. Масалович А. И. От нейрона к нейрокомпьютеру. // Журнал д-ра Добба, № 1, 1992.

21. Матекин М., Полилова Т. Текст, гипертекст, мультимедиа…// Байтик, № 4, 1991.

22. Паттурина Н. Общение учителя и учеников на уроках информатики. // Информатика и образование, № 5, 1991.

23. Растригин Л. Компьютерное обучение и самообучение. // Информатика и образование, № 6, 1991.

24. Роберт И. В. Учебный курс «Современные иформационные и коммуникационные технологии в образовании». // Информатика и образование № 8, 1997.

25. Сергеева Т. Новые информационные технологии и содержание обучения. // Информатика и образование, № 1, 1991.

26. Уваров А. Ю. Компьютерная коммуникация в современном образовании. // Информатика и образование, № 4, 1998.

27. Федоров А. НИКИТА — автопортрет на фоне технологии, или об одном и том же разными словами. // КомпьютерПресс, № 12, 1994.

28. Чернявская З. В. Самостоятельная работа учащихся по формированию естественно-научных понятий. К., 1991 автореферат канд. дис.

29. Дж. Матчо, Д.Фолкнер. Delphi — М: БИНОМ, 2005.

30. Фаронов В., Delphi 7. Учебный курс — С.-Пб.: Питер, 2002.

31. Кэнту М. Delphi 7 для профессионалов — С.-Пб.: Питер, 2002.

32. Орлик С., Секреты Delphi — М.: Бином, 2001.

33. www.programmersforum.ru/showthread.php

34. Стивен Хольцнер, «Dynamic HTML. Руководство разработчика», Москва 2000

35. Майкл Штепнер НТМL 4.0, руководство пользователя. «Ирина», Киев 2000.-С. 245−345.

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

37. Основы безопасности жизнедеятельности. Хван Т. А., Хван П. А. Ростов — на — Дону: «Феникс», 2000 г.

38. Безопасность жизнедеятельности. Русак О. Н., Малаян К. Р., Занько Н. Г. СПб, 2002 г.

39. Безопасность жизнедеятельности, Приходько Н. Г., Алматы, 2004 г.,

40. Охрана труда в торговле, общественном питании, пищевых производствах в малом бизнесе и быту. Фатыхов Д. Ф., Белехов А. Н. М: Академия, 2003 г.,