Разработка обучающей программы 'Математика. 1 класс'

Содержание

Введение

. Объектно-ориентированные языки программирования

.1 Языки программирования

.2 Среда разработки приложений Delphi

. Разработка обучающей программы «Математика. 1 класс»

.1 Основные положения обучающей программы

.2 Описание работы программы

Заключение

Список сокращений

Глоссарий

Список источников

Введение

На сегодняшний день существует множество различных мультимедийных обучающих программ, но не все могут удовлетворить потребности учителя в изложении учебного материала и в соответствии с учебным планом. Возникает необходимость создавать свои электронные пособия, что отнимает очень много времени и сил. Технологии развиваются, и эти пособия устаревают, и возникает необходимость в создании новых, и так по замкнутому кругу.

Современные развивающие программы являются статическими. Такие программы во время их исполнения демонстрируют заложенные в них неизменяемые задания, повторяющиеся вновь и вновь при каждом запуске программы. Учащимся на всех компьютерах одновременно демонстрируются одни и те же задания, что исключает возможность индивидуального обучения. Практически все программы разработаны без учета требований школьной программы по русскому языку, литературе и арифметике.

В комплексе образовательных программ, кроме программ, предназначенных для обучения информатике и технологиям обработки информации на компьютерах в начальных классах средней школы, имеются и компьютерные программы, динамично формирующие дидактические материалы и задания по информационным технологиям, русскому языку и арифметике, а также компьютерные программы, способствующие гармоничному и всестороннему развитию личности.

Система визуального программирования Delphi позволяет в полной мере реализовать современные концепции программирования, включая:

­   объектно-ориентированный подход;

­         визуальные средства быстрой разработки приложений (Rapid Application Development), основанные на компонентной архитектуре.

В Delphi используется язык Object Pascal, предоставляющий возможность полной реализации основных принципов ООП (инкапсуляция, наследование, полиморфизм) и обладающий встроенной обработкой исключительных ситуаций. Компонентная архитектура Delphi является прямым развитием поддерживаемой объектной модели.

Анализ обучающих программ показал, что для начальной школы существует очень мало разнообразных обучающих программ, поэтому решено разработать обучающую программу по математике для 1 класса. Обучающая программа по математике для первого класса должна была быть очень проста в использовании и должна легко и ненавязчиво в виде игры проводить процесс обучения. При этом любой ученик первого класса начальной школы после краткого знакомства с интерфейсом программы мог бы самостоятельно, работать с ней. Работа с современным персональным компьютером вызывает у детей огромный интерес. Возможность самостоятельно управлять работой программы с помощью различных меню, возможность выбора нужного режима работы, вызывает у детей чувство гордости за себя, чувство своей значимости в этом мире и веру в свои способности, которые не всегда может заметить учитель в классе.

Современные развивающие программы являются статическими. Такие программы во время их исполнения демонстрируют заложенные в них неизменяемые задания, повторяющиеся вновь и вновь при каждом запуске программы. Учащимся на всех компьютерах одновременно демонстрируются одни и те же задания, что исключает возможность индивидуального обучения. Практически все программы разработаны без учета требований школьной программы по русскому языку, литературе и арифметике.

Задача учителя - закрепить знания, полученные детьми в работе по учебнику с помощью обучающих программ. В нем, как правило, дается вывод, сделанный на основе предшествующей работы, формируются знания, которые должны быть усвоены. При этом сам учебник может подсказать, какие пособия целесообразно при этом использовать.

Следуя при планировании работы с обучающей программой по математике и творчески используя для закрепления материал, учитель обеспечит своевременное овладение учащимися знаниями, соответствующим программе I класса начальной школы.

Цель выпускной квалификационной работы - разработать обучающую программу.

Предмет - информационные технологии разработки обучающих программ.

Объект - обучающая программа.

Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

­       Изучить особенности создания обучающих программ

­         Изучить существующие обучающие программы

­         Изучить методику работы с компьютерами в школе

­         Изучить методику преподавания конкретной дисциплины в школе

­         Изучить среду программирования обучающей программы

­         Разработать обучающую программу

­         Разработать инструкцию по работе с обучающей программой.

1. Объектно-ориентированные языки программирования

.1 Языки программирования

Описать языки программирования

1.2 Среда разработки приложений Delphi

обучающий программа delphi

Система визуального программирования Delphi позволяет в полной мере реализовать современные концепции программирования, включая[7]:

­   объектно-ориентированный подход;

­         визуальные средства быстрой разработки приложений (Rapid Application Development), основанные на компонентной архитектуре;

­         использование компиляции, а не интерпретации (компилируемые приложения обладают меньшей ресурсоемкостью, кроме того, скорость вычислений в компилируемых приложениях на несколько порядков больше по сравнению с интерпретируемыми);

­         возможность работы с базами данных универсальными методами.

В Delphi используется язык Object Pascal, предоставляющий возможность полной реализации основных принципов ООП (инкапсуляция, наследование, полиморфизм) и обладающий встроенной обработкой исключительных ситуаций. Компонентная архитектура Delphi является прямым развитием поддерживаемой объектной модели. Все компоненты являются объектными типами (классами), обладающими возможностью неограниченного наследования. Компоненты Delphi поддерживают РМЕ-модель (Property, Method, Events - свойства, методы, события), позволяющую изменять поведение компонентов без необходимости создания новых классов.

Интегрированная среда разработки Delphi (IDE - Integrated Development Environment) включает в себя четыре основные части (рис. 1.4.1):

­    главное окно;

­                инспектор объектов;

­                редактор форм;

­                редактор кода.

Главное меню располагается непосредственно под заголовком главного окна и позволяет получить доступ ко всем функциям, обеспечиваемым IDE;

Панель инструментов представляет собой группу кнопок, используемых для быстрого доступа к ряду команд главного меню;

Палитра компонентов предназначена для работы с редактором форм.

Рис. 1.4.1. Интегрированная среда разработки Delphi

Команда Project Manager открывает одноименное окно менеджера проекта (рис. 1.4.2), в котором отображаются все файлы, входящие в текущую группу проектов. Менеджер проекта позволяет добавлять проекты в группу, удалять проекты из группы выбирать активный проект, сохранять отдельные проекты или всю группу в целом. Это окно диалога также может быть использовано для добавления, удаления открытия и сохранения отдельных файлов, входящих в состав проекта. Все перечисленные действия могут выполняться с помощью кнопок, расположенных в верхней части окна менеджера проектов, либо с помощью контекстного меню, активизирующегося при нажатии правой кнопки мыши на каком-либо модуле, входя в состав группы проектов или отдельного проекта.

Панели инструментов. Панели инструментов содержат кнопки, обеспечивающие быстрый доступ к командам главного меню[16].

Палитра компонентов. Палитра компонентов (Component Palette) используется для отображения компонентов, содержащихся в библиотеке компонентов Delphi:

Рис. 1.4.2. Окно диалога Project Manager (Менеджер проектов)

­    Standard - стандартные элементы управления оконного интерфейса Windows;

­                Additional - специализированные элементы управления интерфейса Windows;

­                System - специализированные системные элементы управления;

­                Data Access - компоненты, обеспечивающие доступ к информации, хранящейся в базах данных, и использующие процессор баз данных BDE (Borland Database Engine);

­                Data Controls - компоненты для отображения и редактирования информации, хранящейся в базах данных;

­                BDE - компоненты, обеспечивающие доступ к базам данных.

Инспектор объектов (Object Inspector) является одним из важнейших инструментов разработки приложения и используется для настройки опубликованных свойств компонента. Различные виды окна Object Inspector показаны на рис. 1.4.3.

Рис. 1.4.3. Инспектор объектов (Object Inspector)

Окно инспектора объектов содержит выпадающий список и две вкладки - Properties и Events. На первой из них отображается список свойств выделенного объекта. На второй список событий, на которые реагирует объект. Выпадающий список содержит перечень всех компонентов, размещенных на активной в данный момент форме (включая и саму форму).

Каждая вкладка разделена на две колонки. В левой колонке перечислены имена свойств, а в правой - их значения. Значения свойств можно редактировать. Некоторые свойства имеют в поле значений собственный выпадающий список, из которого выбирается необходимый параметр[21].

Событие (Event) - это то, что происходит во время работы программы. В Delphi каждому событию присвоено имя. Например, щелчок кнопкой мыши - это событие OnClick, двойной щелчок мышью событие OnDblClick.

В табл. 1.4.1 приведены некоторые события Windows.

Методику создания процедур обработки событий рассмотрим на примере процедуры обработки события OnClick для командной кнопки «Преподаватель».

Таблица 1.4.1

События

Чтобы приступить к созданию процедуры обработки события, надо сначала в окне Object Inspector выбрать компонент, для которого создается процедура обработки события. Затем в этом же окне нужно выбрать вкладку Events (События).

В левой колонке вкладки Events перечислены имена событий, которые может воспринимать выбранный компонент (объект). Если для события определена (написана) процедура обработки события, то в правой колонке рядом с именем события выводится имя этой процедуры[14].

Для того чтобы создать функцию обработки события, нужно сделать двойной щелчок мышью в поле имени процедуры обработки соответствующего события. В результате этого откроется окно редактора кода, в которое будет добавлен шаблон процедуры обработки события, а в окне Object Inspector рядом с именем события появится имя функции его обработки (рис. 1.4.4).присваивает функции обработки события имя, которое состоит из двух частей. Первая часть имени идентифицирует форму, содержащую объект (компонент), для которого создана процедура обработки события. Вторая часть имени идентифицирует сам объект и событие. В нашем примере имя формы - Form1, имя командной кнопки - Button, а имя события -Click.

В окне редактора кода между словами begin и end можно печатать инструкции, реализующие функцию обработки события.

Рис. 1.4.4. На вкладке Events перечислены события, которые может воспринимать компонент

Рис. 1.4.5. Шаблон процедуры обработки события, сгенерированный Delphi

Общий вид программы соответствует тому, как она выглядит в окне редактора кода: ключевые слова выделены полужирным, комментарии - курсивом (выделение выполняет редактор кода). Кроме того, инструкции программы набраны с отступами в соответствии с принятыми в среде программистов правилами хорошего стиля[16].

Редактор форм (Form Designer) представляет собой инструмент визуальной разработки интерфейса приложения. С его помощью можно реализовать выполнение следующих функций:

­    размещение компонентов на форме;

­                модификацию свойств компонентов и самой формы;

­                установку обработчиков событий.

Обработчик события - это процедура, предназначенная для создания реакции на какое-либо воздействие. События, на которые компонент может реагировать, перечисляются на вкладке Events инспектора объектов.

Чтобы задать обработчик для какого-либо события, выполните двойной щелчок мышью на поле значения события в инспекторе объектов. При этом происходит переключение в редактор кода, в котором автоматически генерируется код заголовка процедуры-обработчика события[8].

Редактор кода является обычным текстовым редактором, ориентированным на написание текстов программ (рис. 1.4.6).

Рис. 1.4.6. Редактор кода формы

Delphi содержит разветвленную иерархию классов, объединенных в библиотеку, называемую библиотекой визуальных компонентов (Visual Component Library, VCL). Значительная часть входящих в нее классов реализована в виде компонентов, то есть классов, доступных для использования в палитре компонентов. Состав VCL можно изменять путем добавления новых компонентов и удаления существующих. Большое количество компонентов доступно через сеть Интернет.

Условно все компоненты Delphi можно разделить на две группы: визуальные (или компоненты интерфейса) и невизуалъные (или системные компоненты). Визуальные компоненты видны как во время разработки, так и во время выполнения программы. Они позволяют отображать какую-либо информацию, вводить текст, выбирать элементы из списка и т. п. В основном визуальные компоненты используются для создания интерфейса пользователя[22].

Невизуальные компоненты видны только во время разработки. Они в основном предназначены для разработки логической структуры приложения. В то же время некоторые невизуальные компоненты используются и для построения интерфейса. Например, окна диалога не видны в процессе разработки приложения и относятся к невизуальным компонентам, но они являются и типичным элементом интерфейса.

Форма представляет собой окно приложения на этапе разработки. Любое приложение Windows должно иметь, по крайней мере, одно окно, поэтому проект Delphi также должен содержать хотя бы одну форму. Формы обеспечивают создание интерфейса пользователя, являясь своего рода контейнером, содержащим другие элементы интерфейса.

Хотя форма и является стандартным компонентом Delphi, входящим в состав VCL, на палитре компонентов ее нет. Для создания новой формы используются команды главного меню.

При создании нового приложения всегда автоматически создается форма, соответствующая главному окну приложения. Сразу после создания приложение можно откомпилировать и запустить. При этом на экране появится пустое окно, с которым можно проделывать достаточно сложные манипуляции, например, перемещать по экрану, изменять его размеры, сворачивать и т. п. (не написав ни одной строки кода!). Все эти функции обеспечиваются классом формы TForm.

В библиотеке VCL Delphi содержится ряд компонентов, которые предназначены для создания стандартных элементов интерфейса приложений Windows.. Все компоненты Delphi (включая и формы) являются потомками одного класса (TComponent) и имеют большое количество общих свойств и событий.

Кнопки (Button) являются одним из наиболее распространенных элементов управления Windows. Свойства и методы компонента «кнопка» инкапсулированы в классе TButton[12].

Класс TButton содержит также ряд методов. Однако при работе с кнопками они используются редко. Основное событие кнопки - OnClick, оно вызывается при нажатии на кнопку и используется для программирования реакции на нажатие.

Надnucu (Label) используются для отображения на форме текста без возможностей редактирования. Чаще всего надписи применяются для создания подписей к другим элементов управления. Свойства и методы компонента «надпись» инкапсулированы в классе TLabel.

Основное свойство надписей - Caption, в котором задается выводимый текст. Изменять значение этого свойства можно как во время разработки программы (в окне Object Inspector), так и во время выполнения программы. Следует иметь в виду, что свойство Caption имеет строковый тип и ему, естественно, может быть присвоено только строковое значение.

Текстовое поле (Edit box) - стандартное поле ввода, которое позволяет отображать и редактировать текст. Возможность ввода текста с клавиатуры реализована в Delphi в классе TEdit. Класс TEdit содержит ряд свойств, не имеющих аналогов в уже рассмотренных элементах управления.

При разработке интерфейса приложения несколько функционально связанных элементов управления часто объединяются в одну группу. Обычно для этого используются специальные контейнерные элементы TPanel и TGroupBox.

Компонент TPanel представляет собой прямоугольную область, которая может быть «вдавленной» или «выпуклой» относительно формы, на которой она размещена (это определяется свойствами Bevel Inner и Bevel Outer класса TPanel[13].

Компонент TGroupBox используется для визуального выделения группы элементов управления. В отличие от панели может иметь заголовок. Других принципиальных отличий нет. В стандартную библиотеку визуальных компонент Delphi входит несколько графических объектов, с помощью которых можно придать своей программе совершенно оригинальный вид. Это - TImage (TDBImage), TShape, TBevel.позволяет поместить графическое изображение в любое место на форме. Этот объект очень прост в использовании и его можно выбрать его на странице Additional и поместить в нужное место формы. Картинку можно загрузить во время дизайна в редакторе свойства Picture (Инспектор Объектов). При проектировании следует помнить, что изображение, помещенное на форму во время дизайна, включается в файл .DPR и затем прикомпилируется к EXE файлу[27].

Важными являются свойства объекта Center и Stretch - оба имеют булевский тип. Если Center установлено в True, то центр изображения будет совмещаться с центром объекта TImage. Если Stretch установлено в True, то изображение будет сжиматься или растягиваться таким образом, чтобы заполнить весь объект TImage.

2. Разработка обучающей программы «Математика. 1 класс»

2.1 Основные положения обучающей программы

При изучении курса «Математика» в первом классе начальной школы учащиеся знакомятся с такими основными понятиями как числа, цифры, количество, сложением, вычитанием, и такими понятиями как больше, меньше и равно. Основная цель этого курса состоит в том, чтобы дать начальные основы арифметики, усилить развитие логического мышления и пространственных представлений детей младшего школьного возраста. Изучение материала идет на уровне представлений, а за основу изложения учебного материала берется наглядность и практическая деятельность учащихся. Учащиеся должны уметь считать в уме до двадцати, а эта программа должна заложить основы логического и образного мышления[11].

Обучающая программа по математике для первого класса должна быть очень проста в использовании и должна легко и ненавязчиво в виде игры проводить процесс обучения. При этом любой ученик первого класса начальной школы после краткого знакомства с интерфейсом программы мог бы самостоятельно, работать с ней. Работа с современным персональным компьютером вызывает у детей огромный интерес. Возможность самостоятельно управлять работой программы с помощью различных меню, возможность выбора нужного режима работы, вызывает у детей чувство гордости за себя, чувство своей значимости в этом мире и веру в свои способности, которые не всегда может заметить учитель в классе. Обучающих программ много, но в то же время их очень мало[1].

Программа должна:

1.      знакомить с основами математики: числа, сложение, вычитание, сравнение;

2.      учить распознавать и понимать основные понятия больше, меньше, равно на уровне представлений;

.        содержать бы некоторые элементы логики;

.        быть бы не скучной и простой в использовании;

.        выбор заданий производить случайным образом,

.        в случае неправильного решения программа выдает сообщение и предлагает подумать и ввести снова другой ответ,

.        в случае правильного решения программа выдает поощрительное сообщение.

Программа может быть использована в курсе «Математика» как средство для обобщения материала, при повторении, а может быть и для изучения новых понятий. Лучше, если в компьютерном классе у каждого ученика был бы отдельный компьютер. Программа также может быть использована для самостоятельной работы на домашнем компьютере[28].

Между приложениями и средой определяются стандартизованные интерфейсы - Application Program Interface (API), которые являются необходимой частью профилей любой открытой системы. Кроме того, в профилях могут быть определены унифицированные интерфейсы взаимодействия функциональных частей друг с другом и интерфейсы взаимодействия между компонентами среды системы. Спецификации выполняемых функций и интерфейсов взаимодействия могут быть оформлены в виде профилей компонентов системы[3].

Разработка любого приложения должна начинаться с его планирования - определения требований, предъявляемых к приложению, и разработки структур таблиц и баз данных.

Для приложения, предназначенного для работы с базами данных, можно условно выделить три основных этапа его создания:

1.      разработка структуры базы данных, то есть состава и структуры таблиц, из которых состоит база данных, а также отношений между ними;

2.      определение функций, выполняемых приложением;

.        разработка интерфейса пользователя.

Перечисленные этапы не обязательно должны выполняться в указанной последовательности. Однако обычно разработку приложения рекомендуется начинать именно с выбора структуры базы данных, так как значительная часть программного кода жестко привязана к ее структуре. Поэтому модификация структуры базы данных на завершающих стадиях разработки приложения может привести к возникновению труднообнаруживаемых ошибок[5].

При разработке функций приложения определяются методы обработки данных, обеспечивается контроль вводимых пользователем значений, а также контроль удаления и модификации содержащихся в таблицах данных. При разработке приложений, работающих с локальными базами данных, может также потребоваться реализация функций разграничения доступа к информации, содержащейся в базе данных.

Разработка интерфейса пользователя обычно сводится к разработке форм, окон диалога, системы меню и панелей инструментов. На этом этапе в первую очередь необходимо учесть потребности конечного пользователя и обеспечить простой и интуитивно понятный интерфейс[29].

Графическое представление «помощников» и их имена представлены в приложении 3. Данные по «помощникам» занесены в таблицу Kart.db.

Изображения чисел представлено в приложении 4.

Обучающая программа «Математика. 1 класс» должна удовлетворять следующим условиям:

1.      время работы ученика с программной 20-25 мин,

2.      ученик выполняет 5 заданий по 2 примера в каждом,

.        преподаватель сам может формировать и добавлять новые задания, создавая базу заданий,

.        количество «помощников» так же можно увеличивать

.        программа рассчитана на учеников 1 класса и поэтому в ней должно используется много красочных различных и занимательных картинок.

.        при работе в программе используется мышь и клавиатура.

Основная схема алгоритма представлена на рис. 2.2.1[7].

Структура программы состоит из двух основных блоков: блок педагога и блок ученика. В блок преподавателя можно попасть по кнопке «Преподаватель». Чтобы ученики не смогли попасть в блок преподавателя, при входе в блок преподавателя необходимо будет ввести пароль.

Блок ученика можно загрузить и вывести на экран, если щелкнуть мышкой по картинке «мальчика».

Блок-схема алгоритма «Преподаватель» разработана на форме prepod.pas и состоит из четырех логических частей:

­      просмотр результатов работы учеников в таблице Kontrol0.db (5),

­         поиск ученика через запрос к таблице Kontrol0.db (6),

­         ввод и корректировка данных в таблице Kart.db (7),

­         ввод и корректировка данных в таблице Number.db (8).

Рис. 2.2.1. Основная блок-схема алгоритма обучающей программы

Блок схема (6) запроса к таблице Kontrol0.db на поиск ученика и его результатов представлена на рис. 2.2.2 система поиска ведется только по фамилии ученика, но при этом можно ввести и часть фамилии. Система поиска различает заглавные и прописные буквы. Поэтому при поиске по началу фамилии необходимо первую букву вводить с большой буквы.

Промежуточная форма (9) - форма «Давай познакомимся» предназначена для ввода фамилии и имени ученика. При загрузке этой формы в окне появляется «Помощник», который определяется с помощью функции выбора случайного числа random(). После ввода своей фамилии и имени ученик должен щелкнуть мышкой по картинке помощника и он попадает на форму для решения задач и обучения[2].

Блок схема промежуточной формы (9) - «Давай познакомимся» представлена в приложении 1.

Обучающий блок (10) состоит из пяти страниц. На каждой странице расположены по две панели и на каждой панели расположено по одной задаче. На рис. 2.2.2 представлена общая блок-схема учебной панели[6].

Для того чтобы загрузить задачу, необходимо щелкнуть мышкой по тексту задания и тогда в окнах вывода покажутся числа. После этого необходимо решить задачу и в окно ввода ввести ответ. Чтобы проверить правильность ответа необходимо щелкнуть мышкой по картинке и в окне сообщения появится сообщение. По тексту сообщения можно определить - правильно ли решена задача. Если ученика похвалил компьютер, то задача решена правильно, в противном случае он предлагает еще подумать и ввести другой ответ. В случае неправильного ответа - компьютер стирает неверный ответ и ученику необходимо ввести правильный ответ снова[25].

Рис. 2.2.2. Блок-схема (6) запроса к таблице Kontrol0.db

Рис. 2.2.3. Блок-схема (10) - учебная часть программы

Каждую задачу можно решать неограниченное число раз[4].

Блок - схемы и алгоритм заданий 1-5 подобны, поэтому в приложении 2 представлена общая блок-схема для всех задач.

Для удобства использования информации и получения различных вариантов исходных данных для решения задач было предложено использовать таблицы. Были созданы три таблицы:

1.  таблица «Помощников» - Kart.db,

2.      таблица цифр - Number.db,

.        таблица результатов обучения Kontrol0.db.

Структуры таблиц и краткое описание их полей представлены в табл. 2.3.1-2.3.3. Данные по «помощникам» занесены в таблицу Kart.db.

Структура таблицы Kart.db представлена в табл. 2.3.1.

Таблица 2.3.1

Структура таблицы Kart.db («Помощники»)

Данные по графическим объектам и числам находятся в таблице Number.db[18].

Структура таблицы Number.db представлена в табл. 2.3.2. Таблица упорядочена по первичному ключу в поле «Число».

Таблица 2.3.2

Структура таблицы Number.db («Число»)

Таблица 2.3.3

Структура таблицы Kontrol0.db - («Контроль знаний»)

В таблице Kontrol0.db три первых поля «Дата», «Фамилия» и «Имя» образуют сложный ключ. Это обусловлено тем, что в таблице будет часто повторятся одни и те же имена учеников, но при этом будет только меняться дата работы с программой.

В данной выпускной квалификационной работе создание таблицы базы данных проводилось с помощью утилиты Database Desktop, входящей в поставку Delphi. Хотя для создания таблиц можно использовать различные средства (SQL - компонент TQuery и WISQL, компонент TTable), применение этой утилиты позволяет создавать таблицы в интерактивном режиме и сразу же просмотреть их содержимое - и все это для большого числа форматов. Это особенно удобно для локальных баз данных, в частности Paradox (рис. 2.3.1).

Имя поля в таблице формата Paradox представляет собой строку, написание которой подчиняется следующим правилам (табл. 2.3.1):

Рис. 2.3.1. Создание таблицы в Database Desktop

­     
Имя должно быть не длиннее 25 символов.

­         Имя не должно начинаться с пробела, однако может содержать пробелы.

­         Имя не должно содержать квадратные, круглые или фигурные скобки ([], () или {}), тире, а также комбинацию символов «тире» и «больше» (→).

Имя не должно быть только символом #, хотя этот символ может присутствовать в имени среди других символов. Хотя Paradox поддерживает точку (.) в названии поля, лучше ее избегать, поскольку точка зарезервирована в Delphi для других целей [8].

Таблица 2.3.4

Типы полей формата Paradox ( в таблице указаны только типы полей используемые в программе)

Для выборки данных из таблиц, удовлетворяющих определенным условиям, использовался язык SQL.

Для работы с базами данным через SQL-запросы в VCL Delphi используются, как правило, два вида компонентов:

­    TQuery - взаимодействует с базой данных посредством драйверов BDE;

­                TADOQuery - работает с базой данных с использованием технологии ADO.

При использовании компонента TQuery подготовка и диспетчеризация запросов выполняется BDE.

По своим свойствам и назначению компонент TQuery подобен компоненту ТТаblе. Отличие заключается только в способе получения данных: в ТTаblе используются методы, инкапсулированные в классе ТТаblе, a TQuery получает данные как результат выполнения SQL-запроса[16].

При использовании компонента доступа к данным TQuery для задания SQL-запроса использовался визуальный редактор запросов SQL Builder, который вызывается командой SQL Builder контекстного меню компонента TQuery, помещенного на форму. Запросы формируются для извлечения из таблиц базы данных информации, соответствующей некоторым требованиям, задаваемым пользователем.

Оператор SELECT не используется автономно, вместе с ним обязательно должны задаваться уточняющие предложения. Предложения, используемые совместно с командой SELECT, могут быть обязательными и дополнительными.

Обязательным является только одно предложение - FROM, без которого оператор SELECT не может использоваться.

Оператор SELECT вместе с предложением FROM используется для получения информации из базы данных.

Синтаксис простейшей формы оператора SELECT:

SELECT {* | ALL DISTINCT fieldl, field2,..., fieldN} tablel {table2..... tableN}

За ключевым словом SELECT следует список полей, которые возвращаются в результате выполнения запроса:

­                имена полей в списке разделяются через запятую;

­                для выборки всех полей таблицы (таблиц) используется символ подстановки «*»;

­                опция ALL (задана по умолчанию) означает, что результат выборки будет содержать все записи, включая дублирующие друг друга;

­                при использовании опции DISTINCT результат запроса не будет содержать дублирующихся строк.

Совместно с командой SELECT всегда используется предложение FROM, с помощью которого указывается имя таблицы (таблиц), из которой производится выборка. Если в предложении FROM указывается несколько таблиц, то их имена разделяются запятыми.

Для ограничения отбираемой из базы данных информации оператор SELECT позволяет использовать условие, которое задается с помощью предложения WHERE. В случае реализации условной выборки оператор SELECT имеет следующий вид:

Специальные операторы языка SQL, применяемые для задания условия, можно разделить на следующие группы:

­                   операторы сравнения;

­                логические операторы;

­                операторы объединения;

­                операторы отрицания.

Результатом выполнения каждого из этих операторов является логическое значение (true или false). Если для некоторой записи оператор возвращает значение true, то запись включается в результат выборки, если false - не включается.

Операторы сравнения используются в запросах SQL для наложения ограничений на информацию, возвращаемую в результате выполнения запроса. Это типичные операторы, существующие во всех алгоритмических языках:

­    оператор равенства «=» используется для отбора записей, в которых значение определенного поля точно соответствует заданному;

­                оператор неравенства «<>» возвращает значение true, если значение поля не совпадает с заданным значением;

­                операторы «меньше» и «больше» (соответственно, «<» и «>») позволяют отбирать записи, в которых значение определенного поля меньше или больше некоторой заданной величины;

­                операторы «меньше или равно» и «больше или равно» (соответственно, «<=» и «>=») представляют собой объединение операторов «меньше» и «равно», «больше» и «равно». В отличие от операторов «<» и «>» операторы «<=» и «>=» возвращают значение true, если значение поля совпадает с заданным значением.

К логическим относятся операторы, в которых для задания ограничений на отбор данных используются специальные ключевые слова. В SQL определены следующие логические операторы: Is null, BETWEEN...AND, IN, LIKE, EXISTS, UNIQUE, ALL, ANY[17].

Оператор IS NULL предназначен для сравнения текущего значения поля со значением NULL. Он используется для отбора записей, в некоторое поле которых не занесено никакое значение.

Оператор LIKE применяется для сравнения значения поля со значением, заданным при помощи шаблонов. Для задания шаблонов используются два символа:

­            знак процента «%» - заменяет последовательность символов любой (в том числе и нулевой) длины;

­                символ подчеркивания «_» - заменяет любой единичный символ.

Создание запроса с помощью использования визуального редактора запросов SQL Builder (рис. 2.3.2.).

Как правило, информация, хранящаяся в базе данных, содержится в нескольких связанных между собой таблицах. Язык SQL позволяет создавать запросы, извлекающие данные из нескольких таблиц. При этом выполняется операция соединения, состоящая в объединении нескольких таблиц с целью поиска в них запрошенных данных.

Рис. 2.3.2. Пример запроса

2.2 Описание работы программы

Обучающая программа «Математика. 1 класс» предназначена для освоения основных базовых навыков по математике: изучение цифр, чисел, определение величин, понятие больше, меньше, сложение и вычитание. Поэтому были разработаны, исходя из государственных и частных программ по математике, основные типы задач[20].

Основные виды задач для решения в обучаемой программе:

1.  сосчитать фигуры на рисунке и ввести число,

2.      определить какое из двух чисел больше,

3.  определить какое из двух чисел меньше,

4.      сложить два числа и ввести результат суммы,

.        произвести вычитание и ввести результат (число1 - число2 = ?)

.        вычислить пропущенное число в сложении и ввести его в ячейку (число1 + ? = число2),

.        вычислить пропущенное число в сложении и ввести его в ячейку (? + число1 = число2),

.        вычислить пропущенное число в вычитании и ввести его в ячейку (? -число1 = число2),

.        вычислить пропущенное число в вычитании и ввести его в ячейку (число1 - ? = число2),

.        разложить число1 на два числа число2 и число3, так чтобы их сумма была числу1.

При загрузке программы появляется главная страница обучающей программы (рис. 2.4.1).

Рис. 2.4.1. Главная страница программы «Математика. 1 класс»

Решение этих задач должно выработать у школьников навыки устного счета и решение логических задач и задач на смекалку.

Работа с компьютерными обучающимися программами развивает творческие возможности ребенка, чувство уверенности в своих силах и возможностях, чувство самоутверждения.

Программа имеет стандартный интерфейс и форму окна можно изменять, если потащить ее за правый нижний угол. В правом верхнем углу расположены три стандартные кнопки, управляющие формой: сброс на панель, раскрыть во весь экран и закрыть программу.

На первой главной странице видно, что программа предназначена для работы учителя и ученика. Вход на страницу преподавателя осуществляется по нажатию клавиши «Преподаватель». Чтобы ученик загрузил свою часть программы, ему необходимо щелкнуть по картинке ученика . После этого происходит загрузка следующей странички программы, которая называется «Давай познакомимся» (рис. 2.4.2).

Рис. 2.4.2. Страничка для ввода личных данных ученика

Пока в программе имеется шесть помощников - это Дюймовочка, Маленькая Фея, Мышка-норушка, Супермен, кот ученый и поросенок Наф. Количество помощников можно увеличить до количества учеников в классе и тогда у каждого ученика будет свой помощник.

После ввода фамилии и имени, ученик должен щелкнуть по картинке помощника и открывается основная форма с заданиями (рис. 2.4.3).

Рис. 2.4.3. Форма с заданиями

При каждой новой загрузке программы, т.е. с каждым новым учеником будет свой помощник[20].Форма имеет пять вкладок (рис. 2.4.4).

Рис. 2.4.4. Страницы-вкладки с задачами

На каждой вкладке расположено по две задачи и, таким образом, всего получается десять задач. Для того чтобы активировать задачу необходимо щелкнуть по тексту задачи (рис. 2.4.5).

В случае решения задачи, когда ответ может быть только один, против уравнения расположена одна картинка (задание внизу), а в случае выбора одного из двух решений (задание вверху) имеются две картинки.

При решении логических задач необходимо щелкнуть по той картинке, где ученик считает ответ правильным. Например, на рис. 2.4.5 в задании первом необходимо определить какое число меньше. Если ученик считает, что меньше число у Карлсона, то он должен щелкнуть по Карлсону, в противном случае он должен щелкнуть по Домомучительнице. В случае правильного ответа появится сообщение «Молодец, правильно!!!» или другие подобные ответы, характеризующие правильный ответ.

Рис. 2.4.5. Правила работы с заданиями

В случае неправильного решения задачи (задание 2 внизу) появляется сообщение с предложением подумать («Ответ неправильный. Подумай») и ввести снова новый ответ.

Учитель может самостоятельно добавлять помощников и менять величину цифр в исходных таблицах (рис. 2.4.6).

Рис. 2.5.6. Страничка учителя

Для этого необходимо добавить новую запись в таблицу. Ввести в поле имя помощника или номер числа. Для ввода картинки ее необходимо сначала скопировать в буфер памяти командой Ctrl+C, а потом вставить в область картинки комбинацией клавиш Ctrl+V.

Для поиска информации по конкретному ученику учителю достаточно ввести начало фамилии и нажать клавишу «Поиск». При вводе фамилии необходимо помнить, что запрос чувствителен к регистру и первую букву фамилии надо писать с большой буквы.

Коды программ модулей представлены в приложении 5.

Для выполнения программы необходим персональный компьютер, работающий под управление операционной системой Windows 9x/NT/2k/XP.

Минимальные технические характеристики компьютера: Pentium 100 и выше; объём оперативной памяти 8 Мб; жёсткий диск объёмом не менее 500 Мб. Именно эти параметры создают условия для полноценной работы IDE Delphi и программ, созданных в этой среде. Клавиатура и мышь являются обязательными внешними периферийными устройствами персонального компьютера.

Дополнительных средств (принтер, сканер и т. д.) требуется только для преподавателя.

Для установки программы необходимо выполнить следующие действия: создать на диске папку и назвать ее, например, «Математика 1 класс». В эту папку скопировать файлы ObPr_Mat.exe и папку с файлами Data. Программа готова к работе. Запускается с помощью файла ObPr_Mat.exe.

Обучающая программа «Математика. 1 класс» предназначена для освоения основных базовых навыков по математике: изучение цифр, чисел, определение величин, понятие больше, меньше, сложение и вычитание. Основные виды задач для решения в обучаемой программе:

1.  сосчитать фигуры на рисунке и ввести число,

2.      определить какое из двух чисел больше,

.        определить какое из двух чисел меньше,

.        сложить два числа и ввести результат суммы,

.        произвести вычитание и ввести результат (число1 - число2 = ?)

.        вычислить пропущенное число в сложении и ввести его в ячейку (? + число1 = число2),

.        вычислить пропущенное число в вычитании и ввести его в ячейку (? -число1 = число2),

.        вычислить пропущенное число в вычитании и ввести его в ячейку (число1 - ? = число2),

.        разложить число1 на два числа число2 и число3, так чтобы их сумма была числу1.

При загрузке программы появляется главная страница обучающей программы (рис. 2.5.1).

Рис. 2.5.1. Главная страница программы «Математика. 1 класс»

Программа имеет стандартный интерфейс и форму окна можно изменять, если потащить ее за правый нижний угол. В правом верхнем углу расположены три стандартные кнопки, управляющие формой: сброс на панель, раскрыть во весь экран и закрыть программу.

Вход на страницу преподавателя осуществляется по нажатию клавиши «Преподаватель». Чтобы ученик загрузил свою часть программы, ему необходимо щелкнуть по картинке ученика . После этого происходит загрузка следующей странички программы, которая называется «Давай познакомимся» (рис. 2.5.2)

Рис. 2.5.2. Страничка для ввода личных данных ученика

При каждой новой загрузке программы, т.е. с каждым новым учеником будет свой помощник. Количество помощников можно увеличивать или менять, чтобы ученикам было интересно. Это может сделать преподаватель самостоятельно.

После ввода фамилии и имени, ученик должен щелкнуть по картинке помощника и открывается основная форма с заданиями (рис. 2.5.3).

Рис. 2.5.3. Форма с заданиями

Форма имеет пять вкладок. На каждой вкладке расположено по две задачи и, таким образом, всего получается десять задач.

Для того чтобы активировать задачу необходимо щелкнуть по тексту задачи (рис. 2.5.4).

В случае решения задачи, когда ответ может быть только один, против уравнения расположена одна картинка (задание внизу), а в случае выбора одного из двух решений (задание вверху) имеются две картинки.

При решении логических задач необходимо щелкнуть по той картинке, где ученик считает ответ правильным. Например, на рис. 2.5.4 в задании первом необходимо определить какое число меньше. Если ученик считает, что меньше число у Карлсона, то он должен щелкнуть по Карлсону, в противном случае он должен щелкнуть по Домомучительнице. В случае правильного ответа появится сообщение «Молодец, правильно!!!» или другие подобные ответы, характеризующие правильный ответ.

Рис. 2.5.4. Правила работы с заданиями

В случае неправильного решения задачи (задание 2 внизу) появляется сообщение с предложением подумать («Ответ неправильный. Подумай») и ввести снова новый ответ.

Учитель может самостоятельно добавлять помощников и менять величину цифр в исходных таблицах (рис. 2.5.5).

Для этого необходимо добавить новую запись в таблицу. Ввести в поле имя помощника или номер числа. Для ввода картинки ее необходимо сначала скопировать в буфер памяти командой Ctrl+C, а потом вставить в область картинки комбинацией клавиш Ctrl+V.

Для поиска информации по конкретному ученику учителю достаточно ввести начало фамилии и нажать клавишу «Поиск». При вводе фамилии необходимо помнить, что запрос чувствителен к регистру и первую букву фамилии надо написать с большой буквы.

Рис. 2.5.5. Страничка учителя

Заключение

Обучающая программа «Математика. 1 класс» предназначена для освоения основных базовых навыков по математике: изучение цифр, чисел, определение величин, понятие больше, меньше, сложение и вычитание. Поэтому были разработаны, исходя из государственных и частных программ по математике, основные типы задач.

Основные типы задач для решения в обучаемой программе:

1.  сосчитать фигуры на рисунке и ввести число,

2.      определить какое из двух чисел больше,

.        определить какое из двух чисел меньше,

.        сложить два числа и ввести результат суммы,

.        произвести вычитание и ввести результат (число1 - число2 = ?)

.        вычислить пропущенное число в сложении и ввести его в ячейку (число1 + ? = число2),

.        вычислить пропущенное число в сложении и ввести его в ячейку (? + число1 = число2),

.        вычислить пропущенное число в вычитании и ввести его в ячейку (? -число1 = число2),

.        вычислить пропущенное число в вычитании и ввести его в ячейку (число1 - ? = число2),

.        разложить число1 на два числа число2 и число3, так чтобы их сумма была числу1.

Программа может быть использована в курсе «Математика» как средство для обобщения материала, при повторении, а может быть и для изучения новых понятий. Лучше, если в компьютерном классе у каждого ученика был бы отдельный компьютер. Программа также может быть использована для самостоятельной работы на домашнем компьютере.

Таким образом, задачи, для решения которых предназначен комплекс программ в целом, можно представить как совокупность следующих задач образования:

во-первых, это изучение основных положений информатики и технологий информации на компьютерах в младших классах общеобразовательной школы;

во-вторых, навыки работы на компьютере прививаются на примерах из пройденного материала по арифметике,

в третьих, при работе за компьютером ученик развивает внимание, познает азы алгоритмического подхода к решению задач, формирует абстрактное восприятие предметов и логическое мышление, укрепляет память, учится познавать новое, реализует потенциальные возможности своего творческого воображения.

Образовательные функции, реализуемые компьютерными программами, которые составляют комплекс образовательных программ, следующие:

­         изучение компьютера и его составных частей;

­         применения персонального компьютера в повседневной жизни;

­         приобретение навыков набора текста на клавиатуре;

­         приобретение навыков работы с мышью;

­         формирование первоначальных представлений о свойствах информации, способах передачи, получения и обработки информации, а также о способах кодирования и организации хранения информации;

­         приобретение навыков работы с различными исполнителями;

­         повторение на уроках информатики пройденного материала по русскому языку и арифметике путём формирования соответствующего дидактического материала;

­         начальное формирование и дальнейшее развитие логического мышления;

­         развитие внимания, памяти, творческого и пространственного воображения;

­         формирование алгоритмического подхода к решению задач и понятий алгоритмических структур - линейной, циклической, с ветвлением;

­         формирование начального представления о множествах, массивах, моделях, алгоритмах;

­         стимулирование интереса к обучению и познанию нового;

­         расширение кругозора школьников.

При разработке обучающей программы использовалась интегрированная среда Delphi и язык программирования Object Pascal, предоставляющий возможность полной реализации основных принципов ООП (инкапсуляция, наследование, полиморфизм) и обладающий встроенной обработкой исключительных ситуаций. Компонентная архитектура Delphi является прямым развитием поддерживаемой объектной модели. Все компоненты являются объектными типами (классами), обладающими возможностью неограниченного наследования. Компоненты Delphi поддерживают РМЕ-модель (Property, Method, Events - свойства, методы, события), позволяющую изменять поведение компонентов без необходимости создания новых классов.

Список сокращений

API - Application Program Interface -стандартизованные интерфейсы- Binary Large Object - типы двоичных объектов -Rapid Application Development - методология быстрой разработки приложений

VCL - Visual Component Library - библиотекой визуальных компонентов

БД - база данных

ПО - программное обеспечение

Глоссарий

Список источников

Литературу оформлять по новому формату!!!!

1.       ГОСТ 19.505-79. Установление общих требований к содержанию документации процесса разработки, МНИЦ, ГНИИ ИТТ, ВНИИ, стандарт принят взамен ГОСТ 19.501-79 июль 2004г.

2.      ГОСТ Р ИСО 9127:1994. Системы обработки информации. Документация пользователя и информация на упаковке для потребительских программных пакетов.

.        ГОСТ Р ИСО/МЭК 12119-2000. Информационная технология. Пакеты программ. Требование к качеству и тестирование.

.        ГОСТ Р ИСО/МЭК 14764-2002. Информационная технология. Сопровождение программных средств.

.        ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126:1993. Информационная технология. Оценка программной продукции. Характеристики качества и руководство по их применению.

.        ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 9294:1993. Информационная технология. Руководство по управлению документированием программного обеспечения.

.        Архангельский А.Я. Программирование в Delphi 6. - М.: «БИНОМ», 2003. - 1118 с.: ил.

.        Архангельский А.Я. Решение задач в Delphi 6. - М.: ЗАО Изд-во «БИНОМ», 2001.

.        Власов А.Я. Справочник по программированию на Object Pascal. - Киев, 2001.

.        Выпускная квалификационная работа: Методические рекомендации по выполнению и защите / Под ред. Н.С. Сельской, В.Н. Фокиной - М.: СГИ, 2002. - 75 с.

.        Горячев А.В. Информатика в играх и задачах: Методическое пособие для учителя в четырех частях (1-4). - М.: «Баласс», 2003.

12.     Горячев А.В. Информатика в играх и задачах: Методическое пособие для учителя в четырех частях (1-4). М.: «Баласс», 2003.

13.    Горячев А.В. Информатика в играх и задачах: Учебник-тетрадь в четырех частях (1--4). - М.: «Баласс», 2003.

14.     Горячев А.В. Информатика в играх и задачах: Учебник-тетрадь в четырех частях (1-4). М.: «Баласс», 2003.

15.    Давыдов В.В., Горбов С.Ф., Микулина Г.Г., Савельева О.В. Математика. 1 класс. - М.: «МИРОС», 2001.

.        Изучаем Delphi. - СПб.: «Питер», 2000. - 352 с.: ил.

.        Клещев Н. Практическое руководство по организации и проектированию информационных систем.- М.: «Научтехлитиздат», 2001.

.        Культин Н. Delphi в задачах и примерах. - СПб.: «БХВ - Петербург», 2006. - 288 с.: ил.

.        Культин Н. Основы программирования в Delphi 2006. - СПб.: «БХВ - Петербург», 2006. - 449 с.: ил.

.        Культин Н. Программирование на Object Pascal. - Киев, 1998.

.        Лесневский А.С. Объектно-ориентированное программирование для начинающих/ А.С. Лесневский. - М.: «БИНОМ». Лаб. знаний, 2005.-232с.

.        Моро М.И., Волкова С.И., Степанова С.В. Математика. 1 класс. 1 часть. (1 полугодие). - М.: «Просвещение», 2003.

.        Моро М.И., Волкова С.И., Степанова С.В. Математика. 1 класс. 2 часть. (2 полугодие). - М.: «Просвещение», 2003.

.        Моро М.И., Степанова С.В. Математика. 1 класс. Учебник для четырехлетней начальной школы. //под ред. Колягина Ю.М. - М.: «Просвещение», 2003.

.        Немнюгин С.А. Turbo Pascal. - СПб.: «Питер», 2000. - 496 с.: ил.

26.    Полоудин В.А. Опыт преподавания информатики в начальных классах общеобразовательных школ с применением компьютеров. <http://www.websib.ru>

27.    Программы общеобразовательных учреждений. Начальные классы. В 2 ч. Ч. 1. Математика / М. И. Моро, М. А. Бантова, Г. В. Бельтюкова и др. - М.: «Просвещение», 2000.

.        Семенов А.Л., Рудченко Т.А., Щеглова О.В. Информатика: Учебник. М.: ОАО «Московские учебники», 2001. 38 с.

.        Тур С.Н., Бокучава Т.П. Первые шаги в мире информатики: Методическое пособие для учителей 1-4 классов. - СПб.: «БХВ-Петербург», 2002. 544 с.

30.     Хомоненко А. и др.Delphi 7. - СПб.: «БХВ - Петербург», 2004. - 1200 с.: ил.