Дифференциальное исчисление функции одной переменной

Содержание

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Современное российское образование сейчас находиться в критическом положении, что во многом вызвано нехваткой принципиально новых учебных пособий, отвечающим реалиям времени.

Многие кризисные явления современного образования объясняются переходом от одной социокультурной парадигмы к другой, что предполагает принципиально новый подход к учебным пособиям.

В современной России много сил вложено для нового подхода к развитию образовательной системы, в частности, созданы целевые программы по развитию образования. Несмотря на тот факт, что образование является одним из важнейших факторов в жизни современного человека, у многих представителей современного поколения снизился общий интерес к получению знаний, как в рамках учебного процесса, так и за его пределами. Именно потребность в становлении новой системы образования призвана стимулировать студентов к получению профессионального образовании, что подразумевает использование различных форм и методов организации учебного процесса. Одним из перспективных направлений развития современной образовательной системы является использования электронных учебных пособий.

Вопросами по теме о разработке и применении электронного учебного пособия занимались многие авторы. Среди них: М. А. Михалищева, С. В. Турукина, О.В. Зимина, В.П. Родин. В своих работах они исследовали понятие и предмет электронного учебного пособия, основные принципы его создания и разработки, а также возможности его использования в учебном процессе.

В связи с этим актуальной проблемой является разработка электронного учебно-методического обеспечения процесса обучения.

Целью курсовой работы является разработка и создание программного продукта - электронного учебного пособия, удовлетворяющего основным требованиям и помогающего студентам изучить основы высшей математики.

Цель работы определила следующие задачи:

1. Форматирование теоретического материала по теме «Дифференциальное исчисление функции одной переменной» к виду, пригодному для информационного наполнения электронного учебного пособия;
2. разработка стиля представления проекта;
3. верстка подготовленных макетов в HTML;
4. наполнение по теме «Дифференциальное исчисление функции одной переменной»;
5. тестирование и отладка.

При выполнении работы был использован комплекс методов, включающий в себя:

• метод сбора, обобщения и теоретического анализа литературы по основам построения электронного учебного пособия;
• метод систематизации знаний по теме «Дифференциальное исчисление функции одной переменной»
• элементы метода моделирования при разработке структуры электронного учебного пособия, созданного средствами HTML.

Теоретическая значимость работы состоит в том, что собран и систематизирован материал по моделированию при разработке структуры электронного учебного пособия

Практическая значимость работы определяется возможностью использования электронного учебного пособия на занятиях преподавателями, а так же студентами для аудиторной и внеаудиторной самостоятельной работы в средних профессиональных образовательных учреждениях.

ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ

1.1 Основные понятия и определения

Основными информационными образовательными ресурсами при дистанционном обучении независимо от вида применяемой дистанционной образовательной технологии (ДОТ) являются учебно-методические комплексы (УМК), обеспечивающие эффективную работу обучающихся по всем видам занятий в соответствии с учебным планом образовательной программы.

Учебно-методические комплексы (УМК), используемые для обеспечения учебного процесса, представляют собой совокупность учебно-методических материалов на различных носителях, определяющих содержание каждой дисциплины соответствующей профессиональной образовательной программы, а также методики использования учебно-методического обеспечения, необходимого для всех видов аудиторных занятий и организации самостоятельной работы обучаемых. Каждый из разрабатываемых УМК включает в себя полную совокупность образовательных ресурсов, необходимых для самостоятельного изучения соответствующей учебной дисциплины при консультационной поддержке образовательного учреждения, теоретические материалы, средства компьютерного моделирования и экспериментального исследования изучаемых объектов, включая средства обработки и отображения результатов моделирования и экспериментов, а также интерактивные учебные задания для тренинга и средства контроля знаний и умений. [1]

Электронные учебные пособия (ЭУП) — это программно-методический обучающий комплекс, предназначенный для самостоятельного изучения студентом учебного материала по определенным дисциплинам, обучающимся по различным формам обучения (очной, заочной).

Перечислим возможные области применения электронного пособия для самостоятельной работы студентов.

1. При изучении теоретического материала.

Здесь электронное пособие призвано помочь студенту усвоить материал в соответствии с программой. Полезны следующие возможности электронных учебных пособий: интерактивная презентация с возможностью перехода в любой фрагмент и возврата к кадру, из которого был произведен переход; просмотр анимационных и видеофрагментов; возможность прерывания и запуска с любого фрагмента пособия; возможность демонстрации графических изображений; возможность предварительного выбора материала в соответствии с программой и др.

2. При выполнении лабораторных и практических заданий.

Неотъемлемой частью многих учебных курсов являются лабораторные работы, которые могут быть проведены с использованием электронных пособий. Для дисциплин, ориентированных на информационные технологии, применение электронных симуляторов очевидно. Например, в электронных пособиях часто используются рабочие модели: так, на лабораторной работе по локальным сетям все опыты могут проходить на локальной сети лаборатории. Данный процесс наиболее приближен к жизни. В тех же случаях, когда создать ситуацию, изучаемую в данной работе, невозможно, используются программы-симуляторы.

Кроме того, на экране преподавателя может собираться статистика выполнения заданий, что позволит учитывать разницу в скорости выполнения заданий студентами. Электронное учебное пособие должно содержать избыточное количество заданий, чтобы при необходимости студент мог выполнить повторные и дополнительные задания по той же теме.

К достоинствам использования электронных пособий во время выполнения практических заданий можно отнести и то, что если при выполнении задания студенту понадобится обратиться к лекционному материалу, то он может с легкостью найти ту лекцию, которая ему потребовалась; все переходы должны быть предусмотрены, в том числе и на логически связанные темы. Если предполагается исключительно самостоятельная работа (без теоретического материала), то у преподавателя может быть предусмотрена возможность отключения доступа студентов к лекционным материалам.

3. При самопроверке усвоенного  материала.

Многие возможности компьютерных технологий могут оказаться полезными при их приложении к семинарским занятиям. Используя тестовые задания электронных пособий, студенты могут провести самопроверку усвоенного материала, самостоятельно выявить пробелы в знаниях и изучить плохо усвоенный материал.

Несмотря на все преимущества, которые вносит в  учебный процесс использование электронных учебных пособий, следует учитывать, что электронные пособия являются только вспомогательным инструментом, они дополняют, а не заменяют преподавателя.[2]

1.2 Требования к структуре и дизайну

Дизайн сайта имеет огромное значение, пренебрегать нельзя ни структурой, ни цветовыми решениями, ни системой навигации. Если сайт переполнен рекламными объявлениями, изображениями огромных размеров, которые не несут смысловой нагрузки и не хотят загружаться, вряд ли посетитель захочет еще раз вернуться на его страницы.

Если ваш сайт в основном наполнен текстовым содержимым, то именно статьи и должны занимать центральное место на странице, а фон выполнен в спокойных цветах.

Также в этом случае важен шрифт. Желательно, чтобы он был достаточно крупным и традиционным. А вот заголовок статьи, название раздела вы можете написать так, чтобы сразу привлечь внимание. Не самым удачным решением является выбор темного фона для текста. Не оправдывает такой подход даже специфика тематики, читать такие статьи тяжело и вряд ли посетители оценят подобные изыски.

Если же сайт наполнен в основном ссылками на скачивание, видео и аудио материалами, то к оформлению можно подойти более творчески и использование флеш - элементов вполне допустимо.

Очень важно при оформлении сайта меню и другие элементы навигации. Что касается меню, то оно должно сразу бросаться в глаза и быть так структурировано, чтобы посетитель мог находить любую страницу не более, чем с помощью трех кликов.

Тоже относится и к кнопкам для переходов на другую страницу, они должны быть заметны и функциональны. Если сайт содержит много страниц, не поленитесь создать карту сайта и вынесите ее как отдельный пункт меню. Перечень всех материалов, будьте уверены, вскоре станет одним из самых посещаемых разделов.

Выбор цветового решения — одна из главных задач веб-дизайнера. Как известно, каждый цвет несет психологическую нагрузку и неразрывно связан с определенными ассоциациями и, проработав именно этот аспект оформления, можно добиться положительного эффекта или, наоборот, сделав серьезные ошибки, отпугнуть посетителей.

Красный цвет незаменим для элементов, требующих особого внимания. Недаром кнопки Интернет-магазинов с надписью «купить» часто окрашены именно в красный. А вот использовать данный цвет, как фон, в описании различных программ, да и просто злоупотреблять им - не стоит, ведь всем известно, что красный ассоциируется с агрессией, опасностью и компьютерными вирусами.

Зеленый. Можно сказать, что выбор именно этого цвета — практически беспроигрышный вариант для любого сайта и любых его элементов, поскольку он связан с эмоциями умиротворения и спокойствия. Таким образом, кнопки для скачивания и оказания благотворительной помощи, окрашенные в зеленый, сноски и комментарии, размещенные на фоне этого цвета, будут выглядеть вполне уместно.

Желтый. Прекрасный выбор для оформления всех материалов и сообщений, требующих особого внимания, но в отличие от красного, желтый - спокойный цвет, не вызывающий агрессии и тревоги.

Коричневый. Психологи утверждают, что данный цвет ассоциируется с надежностью, основательностью и смирением. Как известно, многие логотипы выполнены именно в этом цвете, также неплохо смотрятся на данном фоне и заголовки.

Синий цвет связан с системой управления, недаром форма сотрудников правоохранительных структур во всем мире очень часто именно этого цвета. А вот в веб-дизайне синий очень распространен для ресурсов, связанных с оказанием любых коммерческих услуг.[3]

Рекомендуемая структура ЭУП.

Структура электронных учебных изданий должна быть основана на модульном принципе.

Под модулем понимается совокупность знаний и умений, которые позволяют обучаемому выполнять отдельные профессиональные функции, определяемые содержанием федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования (далее – ФГОС).

Часть учебного материала в пределах данной темы, имеющую четкое начало и окончание и формирующую конкретные профессиональные знания и умения, можно выделить в модульную единицу, которая является наименьшим элементом структуры электронного учебного издания.

Из множества возможных форм структурирования учебного материала предпочтение при экспертизе электронного учебного издания будет отдаваться такому модульному варианту: дисциплина (модуль учебной дисциплины) – тема (модуль А) – раздел (модуль Б) – объект изучения (модульная единица). Базовым элементом такой структуры является четко выделенный объект изучения. Несколько родственно связанных между собою объектов изучения образуют раздел, несколько разделов – тему, несколько тем – дисциплину.

В рамках предлагаемого модульного принципа структурирования авторы электронного учебного издания должны обеспечить:

– четкость деления учебного материала на составляющие части;

– однозначность выбора соответствующих форм и средств представления каждой такой части;

– простоту отбора учебного материала для различных категорий обучаемых путем исключения или дополнительного введения набора объектов изучения.

1.3 Требования к контенту

Контент — это не что иное, как содержание сайта, его начинка, включающая: текст, графику, медиа- и видео-материалы. Но, несмотря на популярность видео и аудио, тексту на сайте, все же, отдается главенствующая роль.

Качественный контент, как правило, характеризуется высокой эффективностью решения поставленных перед ним задач.

Подробно остановимся на том, что именно характеризует качественный контент.

1. Уникальность

Это общепризнанное свойство любого контента. Создавать уникальный контент  можно несколькими способами –рерайт (переписывание чужих статей своими словами), копирайт (написание авторских статей), использование сканов (информация берется из печатных источников, к примеру, из газет, журналов и книг).

 

2. Новизна информации

Здесь речь идет о смысловой уникальности. Такой контент встречается реже и поэтому представляет особую ценность для пользователей. В предыдущем случае информация и идеи часто берутся из статей других авторов. Здесь изначальная идея принадлежит вам. И людям не найти в интернете статьи аналогичные вашей (если кто-то не сделает рерайт на нее).

3. Формат, в котором  информация подается

Под форматом подразумевают стилистику изложения материала и тип контента. Стилистика изложения – это особенность вашего повествования, особенный стиль, по которому вас будут узнавать читатели. К примеру, вы используете неформальный стиль общения с читателями, называете их как-то по-особенному и т.д. Тип контента – это формат файлов, в которых заключена информация, к примеру, текст, аудио, видео, фото и т.д.

4. Глубина подхода  к проблеме

Чем детальнее и подробнее вы рассматриваете какую-то тему, тем ценнее будет ваша информация для читателей. К примеру, статья посвящена ремонту видеокарты компьютера. В первом случае она состоит из 2 абзацев, где все написано очень обобщенно и схематически. Во втором случае она состоит из нескольких страниц (весь процесс ремонта описан по пунктам и в деталях). Понятно, что ценность второго варианта статьи будет значительно выше.

5. Использование  примеров

Чисто теоретический материал без примеров довольно плохо усваивается мозгом – таковы уж особенности восприятия информации. Если после теории идет наглядный пример из жизни, то информация будет восприниматься гораздо лучше. Соответственно, ценность контента значительно возрастет.

 

 

6. Актуальность  проблемы

Тема или проблема, обсуждаемая в статье, должна быть актуальна и интересна для читателей. Если будет написано о том, что многих волнует, о чем многие думают, то такая статья будет очень ценной. К примеру, ценной будет аналитическая статья о прошедших скандальных выборах. Людей это интересует и они готовы читать об этом. Гораздо меньшей ценностью будет обладать статья о том, как из глины лепить чайники (этим заинтересуется гораздо меньшее число людей).

7. Доступность  информации и ее читабельность

Очень важно, чтобы информация была изложена максимально простым и понятным для целевой аудитории языком (но при этом не следует переходить на панибратство, маты). Пишите просто и понятно, по возможности избегайте сложных терминов.

Выводы к главе 1

Электронное учебное пособие-это учебное электронное издание представляющие собой электронную запись, учебной (обучающей) информации на электронных носителях,  а так же может быть опубликовано в электронной компьютерной сети. Содержание электронного учебного пособия должно соответствовать требованиям и содержанию программы образовательной дисциплины.

В результате изучения рекомендованной  структуры электронного учебного пособия мы разработали  следующие требования.

Компонентами пособия будут являться:

• средства изучения теоретических основ отдельной темы дисциплины;

• средства поддержки практических занятий (демонстрация решения задачи, выполнение контрольного задания);

Требования:

1. четкая структуризация материала, и порядок изучения компонентов, определяемый  последовательностью пунктов меню;
2. краткость и ясность в изложении основных моментов;
3. графическое оформление и наличие иллюстративного материала.

ГЛАВА 2 СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ ПО ТЕМЕ «ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИИ ОДНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ»

2.1 Описание  требований заказчика

Состав информационного контента по анкете заказчика должен содержать:

1. Обучающий  текстовый материал;
2. Презентации по теме (при наличии);
3. Аудио и видео материал (при наличии);
4. Лабораторно - практические работы (при наличии);
5. Контрольная работа.

Анкета представлена в ПРИЛОЖЕНИИ 1.

Техническое задание представлено в ПРИЛОЖЕНИИ 2.

2.2 Описание  структуры и функций ЭУП

Сайт (ЭУП) построен на основе фреймовой структуры, разделен на три части: верхний фрейм (заголовок), левый фрейм (меню в виде гиперссылок), центральный лист (инфо контент).

Расчет размеров фреймов внутри загрузочной страницы. Размерные соотношения фреймов рассчитывались с помощью золотого сечения. Для использования принципа золотого сечения необходимо ширину видимой части сайта разделить на 1,618. Полученное число — это ширина основной, контентной части сайта. Остальное — сайдбар. Пример с шириной экрана в 1024 пикселя:

1024 px/1.618 = 632,88 пикселей (округлим до 633)

633 пикселя — ширина  области основного содержания.

1024 пикселей — 633 пикселей = 391 пикселей — ширина сайдбара.

Согласно принципу золотого сечения, высота страницы должны быть 633 пикселя, тогда наш золотой прямоугольник будет идеальным.

 

Внешний вид загрузочной страницы представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Загрузочная страница сайта

Навигационная схема сайта представлена на Схеме 2 (У ТЕБЯ ЖЕ ТАБЛИЦА).

Имя файла откуда осуществляется переход (начало ссылки)	Текст гиперссылки (связки)	Имя файла на который осуществляется переход (конец ссылки)
Menu.htm	Главная	content.htm
Menu.htm	Производная функции, ее геометрический и физический смысл. Определение	content/pcmemory/content1.htm
Menu.htm	Основные правила дифференцирования	content/pcmemory/content2.htm
Menu.htm	Производные основных элементарных функций	content/pcmemory/content3.htm
Menu.htm	Производная сложной функции	content/pcmemory/content4.htm
Menu.htm	Дифференциал функции. Определение	content/pzy/content1.htm
Menu.htm	Свойства дифференциала	content/pzy/content2.htm
Menu.htm	Применение дифференциала к приближенным вычислениям	content/pzy/content3.htm
Menu.htm	Производные и дифференциалы высших порядков	content/pzy/content4.htm
Menu.htm	Исследование функций с помощью производной	content/ozy/content1.htm
Menu.htm	Возрастание и убывание функций	content/ozy/content2.htm
Menu.htm	Точки экстремума	content/ozy/content3.htm
Menu.htm	Выпуклость и вогнутость кривой. Точки перегиба	content/ozy/content7.htm
Menu.htm	Асимптоты	content/ozy/content8.htm
Menu.htm	Схема исследования функций	content/ozy/content9.htm
Menu.htm	Итоговая аттестация. Образец Контрольной Работы	test/образец контрольной работы.xps
Menu.htm	Варианты Контрольной Работы	test/варианты контрольной работы.xps

Схема 2 Навигационная схема сайта «Дифференциальное исчисление функции одной переменной»

Файловая структура приложения представлена на Схеме 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема 3 Блочно-модульная схема сайта «Дифференциальное исчисление функции одной переменной»

Структурно - функциональная схема сайта представлена на Схеме 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема 4. Структурно - функциональная схема сайта

2.3  Контент и дизайн

Заказчиком предоставлены следующие материалы:

- Электронный учебник Ларин Александр Александрович «Курс высшей математики. Часть 2.», представленный в MS Word/

- Остальная информация  взята из интернета, отформатирована  и обработана до пригодного  вида.

Дизайн простой сине-голубого цвета, где надписи прописаны в белом и красном цветах, фон заголовка - изображение формул на черном фоне.

Цветовая схема информационной страницы: Текст отображается белым цветом на сине-голубом фоне, шрифт - Calibri (Основной текст), размер - 16,формулы и графики вставляются в виде рисунков.

2.4 Тестирование  и отладка приложения

При создании сайта средствами HTML были использованы следующие методы отладки и тестирования.

Для ОТЛАДКИ сайта был выбран метод ручного тестирования. Данный метод наиболее эффективен, так как пользователь может проанализировать свою работу и исправить в ней свои ошибки (если это необходимо). Метод пригоден для работы с небольшим количеством  информации.

Метод тестирования способом белого ящика наиболее эффективен, так как имеется полный доступ к исходному коду. Так как мы являемся разработчиками сайта, то можем спокойно изменять исходный код (если это нужно).

Результаты отладки и тестирования работоспособности сайта предоставлены в ПРИЛОЖЕНИИ 3.

2.5 Передача  заказчику программного продукта

Перед передачей заказчику сайт проходит экспертную оценку. Результаты представлены в документе «Критерии оценки качества программного продукта». Документ представлен в ПРИЛОЖЕНИИ 4.

Последовательность работы с сайтом.

Установка проводится обычным копированием всех файлов сайта на локальный компьютер в любую папку.

Использование сайта:

Доступ к сайту можно получить при запуске файла index.html

Доступ к нужной теме осуществляется нажатием на нужный пункт в меню в левой части экрана.

Для решения контрольной работы нажмите нужный пункт меню и ждите завершения загрузки. Далее выберите в открывшемся файле вариант и приступайте к решению.

Системные требования для запуска продукта.

ЭУП можно запустить на персональном компьютере с минимальными системными требованиями:

Процессор-intel.

Видео карта- 128 мб.

ОЗУ-256 мб.

Жесткий диск -20 мб свободной памяти.

ОС - любая ОС, поддерживающая HTML.

Браузер - Yandex, Google Chrome (рекомендуемый), Opera.

ЭУП может эксплуатироваться как в сетевом, так и в локальном варианте.

Основные характеристики программы

Приложение поставляется в виде саморазворачивающегося архива на CD-диске.

Саморазворачивающийся архив ЭУП занимает 5,06 мб дискового пространства.

В развернутом состоянии ЭУП занимает 11мб дискового пространства.

Для работы требуется 11 мб ОЗУ.

Методы обращения к программному продукту

К программному продукту обращение осуществляет файл быстрой загрузки Index.

Руководство пользователя представлено в ПРИЛОЖЕНИИ 5.

Руководство программиста представлено в ПРИЛОЖЕНИИ 6.

Передача Электронного учебного пособия производится на основании Плана адаптивного сопровождения представленного в ПРИЛОЖЕНИИ 7.

Выводы к главе 2

В процессе программирования были реализованы все поставленные задачи. Программный продукт практически полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к электронным учебным пособиям и соответствует требованиям заказчика.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Важно подчеркнуть, что электронное пособие — это не электронный вариант книги, где вся информация с печатного варианта переведена в электронный вид или есть возможность перехода из оглавления по гиперссылке на искомую главу. В зависимости от вида проведения учебного занятия (лекция, семинар, тест, самостоятельная работа) сам ход занятия должен быть соответствующим образом построен для достижения эффекта от использования такого пособия. При грамотном использовании электронного учебного пособия оно может стать мощным инструментом для самостоятельного изучения большинства дисциплин, изучающихся в нашем техникуме.

В результате проведенной работы по созданию электронного учебного пособия, можно сделать следующие выводы:

Во-первых, электронное учебное пособие полностью соответствует учебной программе по дисциплине «Математика» и располагается на цифровом материальном носителе.