Разработка программного средства по теме: «Массивы» в TurboPascal

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 

       Интенсивное внедрение современных компьютерных технологий в преподавании естественных, гуманитарных и точных учебных дисциплин требует решения возникающих при этом ряда дидактических вопросов. Большая часть из них порождается использованием компьютерных задачников, тестов, обучающих программ и других учебных пособий.

       Эта проблема вызывает интерес у многих исследователей.

       Учителю информатики сегодня важно не только владеть методикой преподавания информатики на высоком уровне, но и уметь создавать различные программные продукты для преподавания уроков информатики, при подготовке к внеклассным и внешкольным мероприятиям.

       Большая и перспективная работа научного общества – это профилактика здоровья при работе с новой техникой. В настоящий момент проделана большая аналитическая работа, отрабатывается технология научного труда, использования ПК для научной деятельности.

       Актуальность  данной работы обусловлена:

       1. внедрением и развитием новых информационных технологий в процессе современного образования, позволяющей существенно повысить поставленные ранее цели и задачи обучения;

       2. создание автоматизированного справочного материала, посвященного изучению раздела «Массивы» в языке программирования Turbo Pascal.

       Цель  работы – определить целесообразность и необходимость использования данной обучающей программы для изучения информатики, а также разработать обучающую и контролирующую программу по разделу «Массивы» в языке программирования Turbo Pascal.

       Задачи  работы:

1. Исследовать существующие подходы в обучении школьников использованию различных компьютерных программ;
2. Разработать программное средство для помощи в обучении.

       ГЛАВА 1. ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ 

1. Информационные технологии в образовании

       В XXI веке уже недостаточно иметь академические знания и критичность мышления, для достижения успеха нужно ещё иметь технические навыки. Поэтому уже в раннем возрасте дети стремятся получить знания в области информационных технологий, как наиболее перспективной области деятельности человека. Как следствие, в последнее время стали очень популярными различные компьютерные курсы и образовательные информационные системы. На сегодняшний день уже многие школы имеют современную компьютерную технику, использование которой возможно в обучении не только информатике, но и другим дисциплинам.

       Любой ученик индивидуален, и осваивает  новый учебный материал по-разному. Преподавателям приходиться находить индивидуальный подход к каждому ученику. С использованием передовых информационных технологий, сети Internet, средств мультимедиа удовлетворить индивидуальные запросы учащихся стало намного проще.

       Под средствами новых информационных технологий (СНИТ) будем понимать программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной, вычислительной техники, а также современных средств и систем информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации.

       Ускорение научно-технического прогресса, основанное на внедрении в производство гибких автоматизированных систем, микропроцессорных средств и устройств программного управления, роботов и обрабатывающих центров, поставило перед современной педагогической наукой важную задачу – воспитать и подготовить подрастающее поколение, способное активно включиться в качественно новый этап развития современного общества, связанный с информатизацией. Решение вышеназванной задачи – выполнение социального заказа общества – коренным образом зависит как от технической оснащенности учебных заведений электронно-вычислительной техникой с соответствующим периферийным оборудованием, учебным, демонстрационным оборудованием, функционирующим на базе СНИТ, так и от готовности обучаемых к восприятию постоянно возрастающего потока информации, в том числе и учебной.

       Повсеместное  использование информационных ресурсов, являющихся продуктом интеллектуальной деятельности наиболее квалифицированной части трудоспособного населения общества, определяет необходимость подготовки в подрастающем поколении творчески активного резерва. По этой причине становится актуальной разработка определенных методических подходов к использованию СНИТ для реализации идей развивающего обучения, развития личности обучаемого. В частности, для развития творческого потенциала индивида, формирования у обучаемого умения осуществлять прогнозирование результатов своей деятельности, разрабатывать стратегию поиска путей и методов решения задач – как учебных, так и практических.

       Не  менее важна задача обеспечения  психолого-педагогическими и методическими разработками, направленными на выявление оптимальных условий использования СНИТ в целях интенсификации учебного процесса, повышения его эффективности и качества.

       Актуальность  вышеперечисленного определяется не только социальным заказом, но и потребностями индивида к самоопределению и самовыражению в условиях современного общества этана информатизации.

       Особого внимания заслуживает описание уникальных возможностей СНИТ, реализация которых  создает предпосылки для небывалой  в истории педагогики интенсификации образовательного процесса, а также  создания методик, ориентированных  на развитие личности обучаемого. Перечислим эти возможности:

• незамедлительная обратная связь между пользователем и СНИТ;
• компьютерная визуализация учебной информации об объектах или закономерностях процессов, явлений, как реально протекающих, так и «виртуальных»;
• архивное хранение достаточно больших объемов информации с возможностью ее передачи, а также легкого доступа и обращения пользователя к центральному банку данных;
• автоматизация процессов вычислительной информационно-поисковой деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента с возможностью многократного повторения фрагмента или самого эксперимента;
• автоматизация процессов информационно-методического обеспечения, организационного управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения.

       Реализация  вышеперечисленных возможностей СНИТ позволяет организовать такие виды деятельности как.

• регистрация, сбор, накопление, хранение, обработка информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах, в том числе реально протекающих, и передача достаточно больших объемов информации, представленной в различных формах;
• интерактивный диалог – взаимодействие пользователя с программной (программно-аппаратной) системой, характеризующееся в отличие от диалогового, предполагающего обмен текстовыми командами (запросами) и ответами (приглашениями), реализацией более развитых средств ведения диалога (например, возможность задавать вопросы в произвольной форме, с использованием «ключевого» слова, в форме с ограниченным набором символов).

       При этом обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы:

• управление реальными объектами (например, учебными роботами, имитирующими промышленные устройства или механизмы);
• управление отображением на экране моделей различных объектов, явлений, процессов, в том числе и реально протекающих;
• автоматизированный контроль (самоконтроль) результатов учебной деятельности, коррекция по результатам контроля, тренировка, тестирование.

       Педагогические  цели использования СНИТ.

       Развитие  личности обучаемого, подготовка индивида к комфортной жизни в условиях информационного общества:

• развитие мышления, (например, наглядно-действенного, наглядно-образного, интуитивного, творческого, теоретического видов мышления);
• эстетическое воспитание (например, за счет использования возможностей компьютерной графики, технологии Мультимедиа);
• развитие коммуникативных способностей;
• формирование умений принимать оптимальное решение или предлагать варианты решения в сложной ситуации (например, за счет использования компьютерных игр, ориентированных на оптимизацию деятельности по принятию решения);
• развитие умений осуществлять экспериментально-исследовательскую деятельность (например, за счет реализации возможностей компьютерного моделирования или использования оборудования, сопрягаемого с ЭВМ);
• формирование информационной культуры, умений осуществлять обработку информации (например, за счет использования интегрированных пользовательских пакетов, различных графических и музыкальных редакторов).

       Реализация  социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества:

• подготовка специалистов в области информатики и вычислительной техники;
• подготовка пользователя средствами новых информационных технологий.

       Интенсификация  всех уровней учебно-воспитательного  процесса:

• повышение эффективности и качества процесса обучения за счет реализации возможностей СНИТ;
• обеспечение побудительных мотивов (стимулов), обусловливающих активизацию познавательной деятельности (например, за счет компьютерной визуализации учебной информации, вкрапления игровых ситуаций, возможности управления, выбора режима учебной деятельности);
• углубление межпредметных связей за счет использования современных средств обработки информации, в том числе и аудиовизуальной, при решении задач различных предметных областей.

       СНИТ  могут быть использованы в качестве:

1. Средства обучения, совершенствующего процесс преподавания, повышающего его эффективность и качество. При этом обеспечивается:
• реализация возможностей программно-методического обеспечения современных ПЭВМ и др. в целях сообщения знаний, моделирования учебных ситуаций осуществления тренировки, контроля за результатами обучения;
• использование объектно-ориентированных программных средств или систем (например, системы подготовки текстов, электронных таблиц, баз данных) в целях формирования культуры учебной деятельности;
• реализация возможностей систем искусственного интеллекта в процессе применения обучающих интеллектуальных систем;
2. Инструмента познания окружающей действительности и самопознания;
3. Средства развития личности обучаемого;
4. Объекта изучения (например, в рамках освоения курса информатики);
5. Средства информационно-методического обеспечения и управления учебно-воспитательным процессом, учебными заведениями, системой учебных заведений;
6. Средства коммуникаций (например, на базе асинхронной телекоммуникационной связи) в целях распространения передовых педагогических технологий;
7. Средства автоматизации процессов контроля, коррекции результатов учебной деятельности, компьютерного педагогического тестирования и психодиагностики;
8. Средства автоматизации процессов обработки результатов эксперимента (лабораторного, демонстрационного) а управления учебным оборудованием;
9. Средства организации интеллектуального досуга, развивающих игр.

       Информационные  технологии уже давно применяются  не только в информатике, но и в изучение других предметов. Использование обучающих программ на уроках информатики повышает качество образовательного процесса. По информации компании Microsoft, за пять месяцев учащиеся школы Hacienda La Puente Unified School District в южной Калифорнии, используя компьютерную программу обучения чтению, по всем восьми показателям в среднем на 15 % превзошли других учеников, которые учились читать традиционным образом. При этом учащиеся, имеющие ограниченные познания в английском языке, получили вдвое более высокие оценки, чем их англоязычные одноклассники.

       Используя информационные технологии, школы поощряют преподавателей на проведение экспериментов, внедряя групповое преподавание, увеличивая продолжительность занятий, реализуя эмпирическое обучение и другие педагогические модели. Подобные организационные изменения помогают раскрыть творческий потенциал учащихся.

       Использование информационных технологий в школе  предусматривает применение информационных технологий во всех сторонах деятельности школы. А именно:

• обучение;
• управление;
• методическая работа преподавателей;
• внеклассная работа.

       Это означает, что компьютер должен использоваться не только как средство обучения, но также для решения учебных  и производственных задач, как учащимися, так и преподавателями и администрацией школы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Образовательные услуги сети Internet.

       Сеть  Internet – это глобальная сеть, объединяющая в себе тысячи разных сетей и миллионы компьютеров, расположенных в разных странах и на разных континентах.

       Благодаря интенсивному развитию сети Internet, информация стала более доступна и намного обширнее. Internet – это необъятное количество информации, возможность общения с людьми из разных стран, благодаря Internet можно практически мгновенно получить ответы на интересующие вас вопросы. Несомненно, Internet  несёт в себе огромный потенциал образовательных услуг.

       Одной из разновидностей образовательных  услуг сети Internet являются электронные газеты и журналы. С помощью электронных газет и журналов, можно узнать различные новости, интервью, события, анонсы и другую полезную информацию о происходящем в мире.

       Электронные библиотеки – это сложные информационные системы. Чаще всего предоставляющие  доступ к каталогам электронных  библиотек. Так же существуют электронные библиотеки, в которых, можно найти интересующую вас литературу в электронном виде, электронные учебники, энциклопедии, журналы и пр.

       Электронные конференции и электронная почта  – являются одним из важных способов стимулирования обучения, так как  происходят в форме диалога. С помощью электронной почти в сети Internet можно подписаться на интересующую вас электронную конференцию. После чего вы можете принимать участие в дискуссиях, в которых участвуют люди из разных стран. То есть, таким образом, вы можете обмениваться опытом, мнениями, знаниями, умениями и т.д.

       Рассылка  или информационное обслуживание –  ещё одна разновидность получения нужной вам информации с помощью электронной почты. С помощью данной услуги вы можете получать интересующую вас информацию, от вас требуется только выбрать подходящую вам тему у организации, предоставляющей данную услугу, и информация, относящаяся к ней, будет каждый день приходить в ваш электронный почтовый ящик. Темы рассылок у каждой организации могут отличаться друг от друга, это могут быть и просто рассылки обзоров, сводок, новостей, а могут быть и материалы справочного характера.

       IRC (Internet Relay Chat) – это средство общения  людей в реальном времени. Также  как и электронные конференции,  общение в IRC происходит в режиме диалога, но более оперативно, то есть в режиме реального времени. Это является важным дидактическим свойством сети Internet. Аналогом IRC в сети Internet являются веб-чаты, принцип их действия аналогичен IRC, но их используют в основном для простого общения.

       Центры  он-лайн тестирования и сертификации – одна из самых молодых образовательных услуг в сети Internet (по крайней мере, в русскоязычной части сети Internet). С помощью данной услуги можно проходить он-лайн тестирование и сертификацию, по результатам тестирования вам будет присуждён тот или иной статус. Также такие центры за определённую плату могут выслать вам бумажный вариант вашего сертификата, при условии успешной сдачи теста. Также центры он-лайн тестирования за определённую плату предлагают своим пользователям образовательные услуги, построенные на принципе дистанционного образования.

       Использование сети Internet даёт возможность узнать больше о политике, географии и искусстве других стран, участвовать в видеоконференциях и дискуссиях. Сеть Internet позволяет ученикам легко и быстро обмениваться информацией. Метод проектов является очень удобным средством обучения информационным технологиям. Ожидание того, что проект ученика могут увидеть и оценить его сверстники, родители и преподаватели, заставит его с большим интересом и энтузиазмом заниматься им. Уже сейчас в сети Internet существует большое количество ресурсов, созданных и поддерживаемых учениками различных школ. Такие проекты развивают самостоятельность, коллективизм (так как поддерживаются данные проекты обычно группой учеников), целеустремлённость.

       Дистанционное образование с использованием информационных средств.

       В последние годы в Росси большую  популярность приобретают идеи дистанционного образования с использованием передовых  средств информационных технологий. Дистанционное образование помогает решать задачи обучения и повышения квалификации людей, которые по тем или иным причинам не могут присутствовать на занятиях в учебном заведении. В связи с бурным развитием информационных технологий, технических средств и стремительным ростом объёма необходимой для успешной деятельности информации, дистанционное образование становится очень актуальным в наше время.

       Сетевые технологии (глобальные компьютерные сети) – это техническая основа дистанционного образования. Электронная почта в данном контексте является лишь часть всего того, что могут предложить глобальные сети для решения задач дистанционного обучения. С помощью глобальных сетей, таких как Internet, учащиеся могут принимать участие в конференциях, использовать всевозможные справочные ресурсы, электронные каталоги, получать всевозможную графическую, аудио и видео информацию. Сеть Internet является очень удобным средством дистанционного обучения, которая может обеспечить практически всеми средствами обучения и тестирования, а также общением между преподавателем и учениками.

       Всё же было бы не совсем правильно считать, что компьютер может заменить настоящего преподавателя. Компьютер  в данном случае выступает как средство образовательного процесса. Руководить же по-прежнему должен преподаватель. С другой стороны при дистанционном обучении на основе Internet технологий, возникает возможность осуществлять дифференцируемый подход к обучению, учитывать уровень знаний изучаемого материала и степень достижения промежуточных целей обучения. Так же учащийся может усваивать учебный материал в режиме, который наиболее соответствует уровню его индивидуальной подготовки.

       Использование передовых средств мультимедиа  делают дистанционное образование более наглядным и понятным. Технология мультимедиа позволяет использовать текст, изображения, графики, аудио и видео, а также анимацию в интерактивном режиме.

       Главная проблема дистанционного образования  является её молодость, это сравнительно молодая форма образования находящаяся в стадии становления, тем не менее, она имеет огромные перспективы. Огромной проблемой в дистанционном образовании является не передача нужно ученикам информации через сеть Internet, а разработка высокопрофессиональных электронных методических пособий, которые бы позволили слушателям самостоятельно обучаться и совершенствоваться.

       При разработке электронных пособий  для дистанционного образования необходимо акцентировать внимание, как на их содержание, так и на интерактивные методы, позволяющие учащимся творчески обучаться самостоятельно.

       Электронные учебники в образовании.

       Средства  информационных технологий позволяют  более наглядно представлять дидактический  материал, для более эффективного применения на уроке. Компьютер предоставляет дополнительные средства (использование гипертекста, качественной графики и анимации) использование которых в будущем может вывести процесс обучения на совершенно новый уровень. Электронные учебники являются одним из таких средств. Всё чаще в сети Internet можно встретить электронные варианты учебников и статей.

       При создании электронного учебника нужно  придерживаться основных принципов:

• свобода перемещения по тексту;
• использование перекрёстных ссылок;
• возможность поиска информации;
• структурированность информации.

       Также электронный учебник должен содержать в себе:

• информацию для введения в курс изучаемой программы;
• упражнения, для закрепления знаний;
• тесты, для объективной проверки знаний.

       Несомненно, обычный учебник ещё долго  останется основным средством обучения. Так как по сравнению с электронным учебником, бумажный вариант удобнее читать и изучать. Электронный учебник должен отличаться от печатного издания, прежде всего интерактивностью и наглядностью, а также иметь функцию, которая поможет ученикам обучаться в режиме самообразования. Он должен быть составлен таким образом, чтобы ученики могли самостоятельно учиться по нему и в домашних условиях. Единственным существенным минусом электронных изданий являются гигиенические требования, так как обучение происходит в постоянном контакте с экраном монитора компьютера, что негативно сказывается на состоянии глаз обучаемых.

       Хороший электронный учебник должен быть мощным мультимедийным средством обучения, текст должен подкрепляться наглядными примерами, иллюстрациями, а также видео и аудио сопровождением. Конец каждого определённого этапа обучения должен подкрепляться практическими заданиями и тестовыми упражнениями.

       Также электронный учебник должен быть снабжён различными пользовательскими настройками, такими как, настройка типа и размера текста, цвета или текстуры фона, а также иметь возможность увеличивать иллюстрации, иначе говоря, иметь возможность использования экранной лупы.

       Электронный учебник также должен иметь возможность  работать и в режиме методического  и в режиме справочного пособия. Вышеуказанные возможности должны обеспечить электронному учебнику простоту и удобство в работе, понизить утомляемость, повысить эффективность процесса.

       Разработка  электронных учебников.

       Современному  обществу требуется не только информационно грамотный человек, но и творчески самостоятельная личность. Поэтому необходимо развивать самостоятельность и творческие способности учеников. Данную задачу можно реализовать средствами информационных технологий, вовлекая учеников в создание электронных учебников для учебного заведения.

       Разработка  электронного учебника для школы  учениками предполагает тесное общение с преподавателями той дисциплины, для которой собственно и создаётся учебник. То есть ученики совместно с преподавателем какого-либо предмета должны для начала подготовить материал для будущего электронного учебника, разбить материал на темы, создать структуру учебника, подготовить иллюстрации и пр. Такая совместная работа преподавателя и учеников, позволяет им, взглянут на процесс обучения с другой стороны, то есть в данном случае преподаватель является соучастником данного проекта, и общение между ними происходит в форме сотрудничества. Это означает, что между учениками и преподавателем устанавливаются более доверительные отношения.

       В свою очередь от преподавателя информатики требуется помогать ученикам в создании самого учебника, то есть дать определённые знания из области информационных технологий. В их число входит:

• дать технические знания о среде разработки проекта;
• помочь спроектировать будущий проект;
• помогать консультациями и советами.

       Такая работа с учениками выполняет  несколько дидактических функций:

• развитие творческих способностей учащихся;
• повышение интереса к обучению;
• развитие самостоятельности;
• развитие ответственности и целеустремлённости;
• расширение дидактической среды;
• повышение информационной культуры и грамотности учащихся.

       Работа  над созданием электронного учебника несколько напоминает методику проектного обучения. Недаром метод проектов чаще используется именно в преподавании информатики, так как в преподавании данного предмета нужны новые методы, обеспечивающие подготовленность учеников к быстрой смене технологий. То есть группа учеников выбирает тему своего проекта (предмет для которого они создают электронный учебник), и совместно с преподавателем собирают теоретический материал по предмету, после чего организуют его средствами информационных технологий. Результатом работы учеников становится – электронный учебник. Который с одной стороны повышает уровень знаний самих разработчиков, то есть учеников, а с другой стороны становится средством обучения других учеников, а также преподавателей, которые будут им пользоваться. Электронный учебник должен быть презентован, и получить внимание взрослых и сверстников. Осознание этого факта учениками, позволит им с большим энтузиазмом и рвением заниматься их проектом.

       Универсальным средством создания электронных  учебников является язык гипертекстовой разметки HTML. Его главные преимущества, это:

• не зависит от платформы;
• не требует специального программного обеспечения (кроме браузера);
• является универсальным средством представления информации в сети Internet.

       Язык HTML.

       К настоящему моменту за основу представления  информации в сети Internet взят язык гипертекстовой разметки HTML. Язык гипертекстовой разметки HTML даёт возможность создавать свои собственные оригинальные по дизайну и содержанию web-документы. А также публиковать их в сети Internet.

       Изучение  языка HTML в средних и высших учебных заведениях позволяет изучить архитектуру интернет-сайтов, расширить кругозор учащихся, привлечь их к творческой деятельности.

     ГЛАВА 2. ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА 

    2.1 Классификация программного обеспечения учебного назначения 

       Под программным обеспечением учебного назначения понимают программные средства, в которых отражена информационная область, реализована технология обучения, обеспечены условия для осуществления различных видов учебной деятельности.