107

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский химико-технологический университет

имени Д.И. Менделеева»

Факультет информационных технологий и управления

Кафедра информационных компьютерных технологий

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА

по направлению «Информационные системы и технологии»

на тему:

« Разработка интерактивных компонентов для виртуальных лабораторных практикумов»

Заведующая кафедрой ИКТ,

д.т.н., профессор Кольцова Э.М.

Руководитель работы

старший преподаватель Васецкий А.М.

СТУДЕНТ Шайкина Т.А.

Москва

2017

Форма № 24

Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, факультет информационных технологий и управления,

кафедра информационных компьютерных технологий, группа КС-40 _____________________________________________________________________

Утверждаю

Зав. кафедрой ИКТ

"____" _________2017г.

ЗАДАНИЕ

На выполнение

выпускной квалификационной работы бакалавра

Шайкиной Татьяны Александровны

1.Тема работы «Разработка интерактивных компонентов для виртуальных лабораторных практикумов».

утверждена приказом по университету от "___"________2017 г.__№ __________

2. Сроки сдачи студентом законченной работы ____ июня 2017 г._____________

3. Исходные данные к работе

1. Литературные источники в области разработки виртуальных лабораторных практикумов и общей и неорганической химии;

2. Исходные файлы разработанных ранее разделов виртуального лабораторного практикума.

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

В ходе выполнения работы необходимо:

1. Разработать в среде Adobe Flash набор интерактивных компонентов для использования в виртуальных лабораторных практикумах

2. Выделить стандартные компоненты, которые могут быть использованы для виртуальных практикумов

3. Формализовать алгоритмы операций с данными компонентами

4. Создать программные коды, реализующие основные операции с компонентами

5. Сформировать виртуальную лабораторную работу с использованием настраиваемых параметров интерактивных компонентов

6. Освоить методики и стилистики ранее созданных лабораторных работ, провести их критический анализ, особенно по общей химии.

7. Определить способы устранения выявленных недостатков и пути улучшения лабораторных работ по общей химии.

8. Переработать имеющийся программный код и разработать недостающее программное обеспечения для реализации намеченных планов.

9. Объединить в единый виртуальный практикум разработанные лаборатории с уже существующими блоками работ по общей и неорганической химии.

5. Перечень графического материала

Иллюстрационный материал к докладу, рисунки в расчетно-пояснительной записке.

6. Дата выдачи задания ___10 мая 2017 г._________________________________

Руководитель_________________________________10 мая 2017 г. Васецкий А.М.

^{(подпись, дата)}

Задание принял к исполнению ____________________10 мая 2017 г. Шайкина Т.А.

^{подпись, дата)}

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

№№ П.П.	Наименование этапов выпускной квалификационной работы	Срок выполнения этапов работы	Примечание
1.	Поиск литературы	10 мая 2017 –12 мая 2017
2.	Написание литературного обзора. Освоение методик ранее созданных работ. Проведение критического анализа. Выделить стандартные компоненты, которые могут быть использованы для виртуальных практикумов Формализовать алгоритмы операций с данными компонентами	12 мая 2017 – 17 мая 2017
3.	Разбор сценариев выполнения лабораторных работ.	17 мая 2017 – 19 мая 2017
4.	Создать программные коды, реализующие основные операции с компонентами. Переработка имеющегося программного кода. Разработка недостающего программного обеспечения. Сформировать виртуальную лабораторную работу с использованием настраиваемых параметров интерактивных компонентов	19 мая 2017 – 30 мая 2017
5.	Корректировка созданных работ согласно замечаниям консультантов. Оформление теоретической и расчетно-практической части в пояснительной записке к выпускной квалификационной работе.	30 мая 2017 – 2 июня 2017
6.	Редактирование и оформление пояснительной записки к выпускной квалификационной работе и создание презентационных материалов по выпускной квалификационной работе.	2 июня 2017 – 6 июня 2017
7.	Подготовка к защите дипломной работы.	7 июня 2017 – 22 июня 2017

Студент _____________________________________________/Шайкина Т.А./

Руководитель работы ________________________________/Васецкий А.М../

Аннотация

В последние годы информационные компьютерные технологии все в большей степени внедряются в образовательный процесс, решая актуальные методические задачи и другие проблемы современного отечественного образования.

На протяжении ряда лет в РХТУ имени Д.И. Менделеева проходит активная работа по разработке и внедрению в учебный процесс виртуальных лабораторных практикумов. Эта работа, начинавшаяся с использованием языка Си и операционной системы DOS, в настоящее время осуществляется при помощи современной мультимедийной платформы Adobe Flash. На кафедре ИКТ в последние годы разрабатывается виртуальный лабораторный практикум для кафедры Общей и неорганической химии. Данная выпускная квалификационная работа посвящена выявлению и устранению недостатков в интерактивных лабораторных работах по общей химии, а так же их совершенствованию.

Расчетно-пояснительная записка состоит из введения, литературного обзора, теоретической и практической частей, выводов, списка литературы из 62 наименований и приложения. Содержит 106 страниц и 19 рисунков.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..………7

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР…………………………………..……………..…..9

1.1 Использование компьютерных технологий в образовании………….....9

1.2 Системы дистанционного обучения………………………………….…11

1.3 Виртуальные лаборатории…………………………………………....…13

1.4 Мультимедийная платформа Adobe Flash……………………………...21

2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ..............................................................................24

2.1 Задачи и содержание практикума по общей химии……………...….…24

2.2 Состав виртуального лабораторного практикума по общей химии…..28

2.3 Критический анализ ранее разработанных практикумов...…………....34

2.4 Постановка задач по переработке и совершенствованию практикума.39

3 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ..............................................................................41

3.1 Этапы разработки виртуального лабораторного практикума................41

3.2 Устранение недостатков, оптимизация кода, разработка компонентов.52

3.3 Разработка лабораторного комплекса.........…………………………….55

3.4 Пример лабораторной работы…………………………………………...58

3.5 Руководство программиста…………………………………………...…60

ВЫВОДЫ...............................................................................................................65

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................................66

ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………………….73

Приложение 1. Листинги программ………………………………………..74

Приложение 2. Текст доклада………………………………………………94

Приложение 3. Иллюстрационный материал к докладу………….……….97

ВВЕДЕНИЕ

Современные информационные технологии, хотя и были созданы не для нужд системы образования, приводят к революционным изменениям в образовательном процессе. Образование, вслед за другими областями, быстро и уверенно встраивается в сетевой мир. Среди учебных заведений наиболее активно информационные технологии внедряются в высших учебных заведениях. Это обусловлено следующими причинами. Содержание образования все труднее совместить с ограниченным временем обучения. Тяжело одновременно сохранять традиции и быть на переднем крае науки. Исчерпывают себя традиционные формы обучения, но и возможности их модернизации ограничены. Необходимо соблюдать общие требования образовательных стандартов и учитывать индивидуальные способности каждого студента. С учащимися, несмотря на взрослый возраст и осознанный выбор, необходимо вести организационно-воспитательную работу, используя коммуникационные возможности информационных технологий. Поэтому информационные технологии существенно обогащают деятельность вузов, расширяют доступность образования, позволяют внедрять новые подходы к обучению, развивать творческие и профессиональные навыки. организовывать учебно-воспитательный процесс. Таким образом, в последние годы информационные компьютерные технологии все в большей степени внедряются в образовательный процесс, решая актуальные методические задачи и другие проблемы современного отечественного образования.

Среди целей образовательного процесса важное место занимает постановка самостоятельной работы студентов. Развитию такой самостоятельной деятельности, в частности, способствуют технологии дистанционного обучения. Данные технологии важны при различных видах занятий и форм обучения. Среди таких технологий выделяются виртуальные лабораторные комплексы, с помощью которых закрепляются основные понятия по лабораторному практикуму, требования техники безопасности, умение проводить опыты и ставить эксперименты, выполнять расчеты, делать выводы и другие умения и навыки. Такие комплексы незаменимы при отсутствии доступа к реальной лаборатории, оборудованию и установкам, посуде и реактивам. Их основным недостатком является отсутствие непосредственного контакта, ощущения органами чувств, навыков, приобретаемых руками. Применение flash-технологий, благодаря правдоподобной анимации частично устраняет названный недостаток, создавая воображение присутствия, эффект собственного участия и давая возможность наблюдения за процессом.

На кафедре ИКТ в последние годы разрабатывается виртуальный лабораторный практикум для кафедры ОНХ общей и неорганической химии (ОНХ). Дипломники Студенты кафедры ИКТ разработали больше сотни значительную часть лабораторных работ и интегрировали их в единый виртуальный практикум. Все это способствует повышению эффективности учебного процесса и облегчению формирования у студентов соответствующих навыков и компетенций. Несмотря на то, что данные лабораторные работы широко используются на кафедре ОНХ, со временем обнаруживаются их недостатки и накапливаются пожелания. Наибольшее число таковых относится к виртуальным лабораторным работам по общей химии. Следовательно, назрела необходимость в выявлении и устранении недостатков в интерактивных лабораторных работах по общей химии, а так же их совершенствовании.

AMVAS – Цели и задачи подкорректировать, чтобы были идентичны слайдам

Целью данной дипломной работы является:

• Разработать в среде Adobe Flash набор интерактивных компонентов для использования в виртуальных лабораторных практикумах, существенная качественная переработка и доработка виртуальных лабораторных работ по общей химии посредством исправления и оптимизации программного кода, добавления новых интерактивных компонентов, расширения функционала и возможностей.

Согласно цели дипломной работы были поставлены следующие задачи:

• освоение методики и стилистики ранее созданных лабораторных работ виртуального лабораторного практикума как по общей, так и по неорганической химии, для сохранения в дорабатываемых блоках единства стиля и реализации воплощенных возможностей;

• разбор сценариев выполнения лабораторных работ по общей химии и знакомство с программным кодом этих работ для проведения критического анализа;

• выделить стандартные компоненты, которые могут быть использованы для виртуальных практикумов. Формализовать алгоритмы операций с данными компонентами;

• переработка имеющегося программного кода для устранения недостатков и его оптимизации, разработка недостающего программного обеспечения для расширения функционала и возможностей;

• создать программные коды, реализующие основные операции с компонентами. Сформировать виртуальную лабораторную работу с использованием настраиваемых параметров интерактивных компонентов

• объединение в единый виртуальный практикум переработанных блоков работ с разработанными ранее блоками работ по дисциплинам «Общая химия» и «Неорганическая химия».