Разработка программного и информационного обеспечения электронного учебно-методического комплекса по предмету информатика на примере 9 класса - Дипломная работа
Знакомство с особенностями создания электронного учебно-методического комплекса по предмету информатика на примере 9 класса. Общая характеристика среды Turbo Pascal 7.0. Анализ приоритетных направлений процесса информатизации современного общества.
Аннотация к работе
Соответственно к этим языкам подстраиваются справочно-обучающие программы, которые позволяют оперативно выдавать требуемую помощь по языку, позволяют качественно и, главное, быстро обучать программистов. Наличие в пособии справочного материала, инструкций по работе с программой, дружественный интерфейс делает работу с учебником удобной и продуктивной при изучении данного курса. Учебник содержит систематическое описание элементов языка, которые часто используются при решении тех или иных задач, информацию о синтаксисе всех функций, а также практические и тестовые задания, в соответствии с программой 9 класса. Учебник ориентирован на начинающего программиста, который учится программированию, поэтому имеет удобный интерфейс. Предлагаемый в данной работе электронный учебник основан на изучении языка программирования Pascal, изучая который, учащиеся неизбежно столкнутся и с другими разделами курса информатики, в первую очередь, с использованием информационных технологий.Создание интерактивных обучающих программ получило широкое применение, поэтому я для создания «Электронного учебно-методического комплекса по предмету информатика на примере 9 класса» использую Delphi. Электронный учебно-методический комплекс по предмету информатика на примере 9 класса предполагается использовать на уроках информатики, а также для самостоятельного изучения материала учениками, начинающим программистам, желает изучить данный язык программирования. Представленный ЭУМК по информатике позволяет индивидуализировать процесс обучения, у учащегося имеется возможность при необходимости повторить просмотр анимированного фрагмента, остановить слайд для более детального рассмотрения, самостоятельно проводить наблюдения с последующими выводами и т.д. Раздел «Контроль знаний» имеет три окна: на первой форме позволяет выбрать тест (в соответствии с рисунком 4), во втором окне имеется возможность изменения вопросов или вариантов ответов, на третьей форме сам тест, проверка знаний по выбранной теме в соответствии с рисунком 5). Раздел «Контроль знаний» на первой форме позволяет выбрать тест (в соответствии с рисунком 4), во втором окне имеется возможность изменения вопросов или вариантов ответов.В начале учебного года все студенты должны изучить правила ТБ при работе с действующими электроустановками в КК (инструктаж на рабочем месте проводиться преподавателем) и расписаться в специальной графе журнала по ТБ. На работающего за компьютером действуют такие опасные и вредные производственные факторы как: повышенный уровень шума, недостаток естественного освещения, излучение от экрана монитора, электрический ток, статическое электричество, специфические условия зрительной работы и т.д. Студенты должны соблюдать правила личной гигиены при работе в компьютерном классе: работать на клавиатуре и мыши следует только чистыми руками, не принимать пищу в компьютерном классе. При работе с компьютером, подключенным к электрической сети, необходимо соблюдать следующие меры безопасности: 6. все включения/выключения вычислительной техники производит только преподаватель, 7. при появлении необычного звука или самопроизвольном отключении аппаратуры следует немедленно сообщить преподавателю, при обнаружении любой неисправности оборудования или программного обеспечения следует немедленно прекратить работу и сообщить о замеченных недостатках. Производственные помещения, в которых работы ведутся преимущественно с использованием ВДТ и ПЭВМ, а также учебные классы (аудитории вычислительной техники, дисплейные классы и кабинеты и др.) не должны граничить с помещениями, в которых уровни шума и вибрации превышают нормативные значения (мастерские, цеха, спортивные залы и т.п.).Здесь звук уже не играет отвлекающей роли, а всю работу выполняет глаз. Намного тяжелее приходится зрению в том случае, когда ребенок вынужден читать с экрана текст. Поэтому время, проведенное за компьютером, и время, поведенное перед телевизором, следует суммировать. Сидя за компьютером, ребенок должен смотреть с определенного расстояния на экран и одновременно держать руки на клавиатуре или органах управления. При работе за компьютером рука человека вынуждена совершать множество мелких движений, сильно устает, а при длительной работе развиваются хронические заболевания.В ходе дипломного проектирования была разработана программа «Электронного учебно-методического комплекса по предмету информатика на примере 9 класса». Эта программа предназначена для самостоятельной работы учеников при обучении программированию в среде TURBOPASCAL. Данная программа написана на основе языков визуального программирования и адаптирована под современные операционные системы Microsoft. Программа может служить в качестве учебного и проверочного пособия при изучении темы школьного курса «Программирование на языке Pascal», в качестве исходного материала при работе с программной средой Delphi, для самообразования и в качестве дополнительного материала.
План
Содержание изображения.
Введение
В настоящее время компьютерные технологии все более интенсивно внедряются в образование. Это позволяет улучшить качество образования, что является одной из актуальных проблем современного общества.
Моя дипломная работа посвящена созданию электронного учебно-методического комплекса по предмету информатика на примере 9 класса.
По мере развития средств вычислительной техники и внедрения их в повседневную практику все большее значение приобретают электронные издания. Языки проектирования и программирования все более усложняются, а их число увеличивается. Соответственно к этим языкам подстраиваются справочно-обучающие программы, которые позволяют оперативно выдавать требуемую помощь по языку, позволяют качественно и, главное, быстро обучать программистов. В настоящее время существует множество справочных систем закрытого типа и недоступных для модификации. Разрабатываемый проект предназначен для преодоления указанного ограничения.
Применение компьютерной техники в обучении позволяет не только ускорить процесс усвоения большого количества учебного материала, но и подавать эти знания на качественно новом уровне. Новые методы обучения дают возможность решить проблему дефицита времени учащихся и преподавателей, проводить обучение в соответствии с индивидуальными особенностями учащихся, повышать объективность и качество контроля знаний.
При обучении основам программирования в основной школе предполагается использование языка Pascal - процедурного языка программирования.
Изучение языков программирования - сложный процесс. При изучении используется множество различной литературы в виде книг, справочников, а также используется информация из Интернета, которая может не соответствовать требованиям пользователя. Поэтому для быстрого и качественного доступа к нужной информации по данной дисциплине создается «Электронное пособие по работе с программой Turbo Pascal 7.0». Электронный учебный комплекс содержит основные данные о работе в среде Turbo Pascal 7.0, рассмотрены решения задач по соответствующим темам и тесты к ним.
Основными составляющими интерактивного электронного учебника являются следующие разделы: · теоретические главы;
· задания для выполнения на занятиях;
· тестирующие программы.
Каждая тема имеет свою графическую поддержку. Наличие в пособии справочного материала, инструкций по работе с программой, дружественный интерфейс делает работу с учебником удобной и продуктивной при изучении данного курса. Справочная система разработана в виде HELP файлов, которые содержат обширный и достаточно полный справочный материал по основам языка и работе с данной программой. К каждой теме прилагается набор задач для выполнения на лабораторных занятиях.
При создании электронного пособия использовались различные программные средства, такие языки программирования как Delphi, Pascal с использованием FRONTPAGE .
В электронное учебное пособие интегрированы тесты и задачи для контроля знаний обучающихся, а также приведены примеры решения задач.
Главная цель данного электронного пособия - научить пользователей применять инструменты и средства Turbo Pascal 7.0, которые позволяют значительно облегчить и ускорить работу в соответствующих приложениях. Учебник содержит систематическое описание элементов языка, которые часто используются при решении тех или иных задач, информацию о синтаксисе всех функций, а также практические и тестовые задания, в соответствии с программой 9 класса.
Информация, представленная в учебном пособии, структурирована таким образом, чтобы ее было удобно применять на практике.
Целью дипломного проекта является автоматизация процесса обучения и самостоятельной работы учеников при обучении программированию в среде Turbo Pascal 7.0.
Данный учебник предполагает значительный объем самостоятельной работы учеников. Он решает главную задачу - освоить язык программирования Turbo Pascal 7.0, который является основой для профильного обучения в 10 классе при изучении объектно-ориентированного языка Delphi.
Таким образом, электронный учебник облегчит переход от структурного программирования к объектно-ориентированному, являясь продуктом созданным на основе Delphi.
Учебник ориентирован на начинающего программиста, который учится программированию, поэтому имеет удобный интерфейс.
Главная цель моей работы создание учебного пособия с удобным интерфейсом и доступно изложенным материалом.
Материал, использованный в этом пособии, составлен и разработан мной, используя опыт работы в 9 классах.
1. Информационные технологии в обществе и образовании
1.1 Информатизация общества: современные реалии
Современный период развития цивилизованного общества характеризует процесс информатизации.
Информатизация общества - это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена.[25] Информатизация общества обеспечивает: O активное использование постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества, сконцентрированного в печатном фонде, и научной, производственной и других видах деятельности его членов, O интеграцию информационных технологий с научными, производственными, инициирующую развитие всех сфер общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности;
O высокий уровень информационного обслуживания, доступность любого члена общества к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, существенность используемых данных.
Применение открытых информационных систем, рассчитанных на использование всего массива информации, доступной в данный момент обществу в определенной его сфере, позволяет усовершенствовать механизмы управления общественным устройством, способствует гуманизации и демократизации общества, повышает уровень благосостояния его членов. Процессы, происходящие в связи с информатизацией общества, способствуют не только ускорению научно-технического прогресса, интеллектуализации всех видов человеческой деятельности, но и созданию качественно новой информационной среды социума, обеспечивающей развитие творческого потенциала индивида.
Одним из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества является информатизация образования - внедрение средств новых информационных технологий в систему образования. Это сделает возможным: § совершенствование механизмов управления системой образования на основе использования автоматизированных банков данных научно- педагогической информации, информационно-методических материалов, а также коммуникационных сетей;
§ совершенствование методологии и стратегии отбора содержания, методов и организационных форм обучения, соответствующих задачам развития личности обучаемого в современных условиях информатизации общества;
§ создание методических систем обучения, ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучаемого, на формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно-учебную, экспериментально - исследовательскую деятельность, разнообразные виды самостоятельной деятельности по обработке информации;
§ создание и использование компьютерных тестирующих, диагностирующих, контролирующих и оценивающих систем. [30]
В своей дипломной работе я рассмотрела одну из сторон процесса информатизации общества и образования - создание и использование на практике одной из форм обучения с использованием средств новых информационных технологий (НИТ) - электронного учебника. В ней исследуются возможности средств новых информационных технологий, условия, необходимые для их успешного использования, рассматривается и анализируется прикладное программное обеспечение необходимое для создания и дальнейшего использования электронных учебников. Кроме этого, описываются все этапы создания подобных электронных приложений с учетом специфики конкретного учебного предмета (информатики).
Работа состоит из нескольких частей: в одной кратко рассматриваются современные реалии информатизации общества, аспекты применения СНИТ в высшем образовании и классификация ППС; другая посвящена этапам разработки и создания электронного учебника, также, в нее входит анализ наиболее популярных авторских систем традиционно используемых для разработки электронных приложений; а также описан математический аппарат легший в основу электронного учебника: теоретический материал с контрольными вопросами, примеры решений заданий и задания для самостоятельной работы.
1.2 Аспекты применения СНИТ в образовании электронный информатика общество
При рассмотрении вопроса, связанного с информационными технологиями, неизбежно встает вопрос об изучении, хотя бы частично, основ программирования.
Определенная группа учащихся по окончании школы продолжит свое обучение в технических вузах или на факультетах информатики. В этих вузах они неизбежно встретятся с изучением языков программирования, что вытекает из общей тенденции развития современной техники и методов обработки информации. Без соответствующей пропедевтики программирования в школе, изучение этого раздела в ВУЗЕ, вызовет большие проблемы. Более того, хорошие знания по программированию решают задачу развития личности и задачу социальной адаптации. [28]
Поэтому уже сейчас возникла потребность в электронном учебном комплексе, который с одной стороны, являлся бы логическим продолжением базового курса информатики, с другой стороны, отвечал современным запросам общества и способствовал развитию личности. Предлагаемый в данной работе электронный учебник основан на изучении языка программирования Pascal, изучая который, учащиеся неизбежно столкнутся и с другими разделами курса информатики, в первую очередь, с использованием информационных технологий. Он будет являться базовым для дальнейшего изучения объектно-ориентированного языка Delphi.
1.3 Типология педагогических программных средств
1.3.1 Основные понятия
Многие понятия, связанные с электронным учебником, существенно изменялись в течение последних двадцати лет.. В практическом плане устаревшие концепции часто приводят к созданию электронных продуктов, выдаваемых за ЭУ, но на самом деле бесполезных ровно постольку, поскольку они ЭУ не являются. Поэтому представляется целесообразным начать изложение с уточнения основных понятий, относящихся к электронным учебникам.
Электронное издание (ЭИ) - это совокупность графической, текстовой, цифровой, речевой, музыкальной, видео-, фото- и другой информации, а также печатной документации пользователя. Электронное издание может быть исполнено на любом электронном носителе - магнитном (магнитная лента, магнитный диск и др.), оптическом (CD-ROM, DVD, CD-R, CD-I, CD и др.), а также опубликовано в электронной компьютерной сети.
Учебное электронное издание (УЭИ) должно содержать систематизированный материал по соответствующей научно-практической области знаний, обеспечивать творческое и активное овладение студентами и учащимися знаниями, умениями и навыками в этой области. УЭИ должно отличаться высоким уровнем исполнения и художественного оформления, полнотой информации, качеством методического инструментария, качеством технического исполнения, наглядностью, логичностью и последовательностью изложения.
Учебник (У)- учебное издание, содержащее систематическое изложение учебной дисциплины или ее раздела, части, соответствующее государственному стандарту и учебной программе и официально утвержденное в качестве данного вида издания.
Электронный учебник (ЭУ) - основное УЭИ, созданное на высоком научном и методическом уровне, полностью соответствующее федеральной составляющей дисциплины Государственного образовательного стандарта специальностей и направлений, определяемой дидактическими единицами стандарта и программой.
Учебное пособие (УП) - это издание, частично или полностью заменяющее или дополняющее учебник и официально утвержденное в качестве данного вида издания.
Электронное учебное пособие (ЭУП) - это электронное издание, частично или полностью заменяющее или дополняющее учебник и официально утвержденное в качестве данного вида издания.
Гипертекст - это текст, представленный в электронной форме и снабженный разветвленной системой связей, позволяющей мгновенно переходить от одного его фрагмента к другому в соответствии с некоторой иерархией фрагментов.
Интеллектуальное ядро (ИЯ) - специальный комплекс программ, реализующих математические операции в численной и символьной формах.
Компьютерное объяснение - объяснение, использующее наглядность, индуктивные умозаключения и формирование понятий путем ответов на вопросы типа «да» и «нет».
Компьютерное решение - решение таким методом, который, являясь наиболее простым и естественным, требует столь громоздких вычислений и преобразований, что без компьютера не применяется.
Визуализация - представление в наглядной форме с помощью рисунков, графиков и анимации.
Реформа современного образования может состояться лишь при условии создания таких компьютерных пакетов (электронных учебников, пособий, тренажеров, тестеров и проч.), наличие которых обеспечит одну и ту же компьютерную среду в специализированной аудитории на практических занятиях, в компьютерном классе учебного заведения или общежитии, оборудованном для самостоятельной работы учащихся, а также дома на персональном компьютере.
1.3.3 Электронный учебник - новый жанр учебной литературы
Электронный учебник (даже самый лучший) не может и не должен заменять книгу. Так же как экранизация литературного произведения принадлежит к иному жанру, так и электронный учебник принадлежит к совершенно новому жанру произведений учебного назначения. И так же как просмотр фильма не заменяет чтения книги, по которой он был поставлен, так и наличие электронного учебника не только не должно заменять чтения и изучения обычного учебника (во всех случаях мы подразумеваем лучшие образцы любого жанра), а напротив, побуждать учащегося взяться за книгу. Именно поэтому для создания электронного учебника недостаточно взять хороший учебник, снабдить его навигацией (создать гипертексты) и богатым иллюстративным материалом (включая мультимедийные средства) и воплотить на экране компьютера. Электронный учебник не должен превращаться ни в текст с картинками, ни в справочник, так как его функция принципиально иная. Текстовая составляющая должна быть ограничена - ведь остаются обычный учебник, бумага и ручка для углубленного изучения уже освоенного на компьютере материала.
1.3.4 Кому и зачем нужен электронный учебник?
Электронный учебник необходим для самостоятельной работы учащихся при очном и, особенно, дистанционном обучении потому, что он облегчает понимание изучаемого материала за счет иных, нежели в печатной учебной литературе, способов подачи материала: · индуктивный подход, воздействие на слуховую и эмоциональную память и т.п.;
· допускает адаптацию в соответствии с потребностями учащегося, уровнем его подготовки, интеллектуальными возможностями и амбициями; освобождает от громоздких вычислений и преобразований, позволяя сосредоточиться на сути предмета, рассмотреть большее количество примеров и решить больше задач;
· предоставляет широчайшие возможности для самопроверки на всех этапах работы; дает возможность красиво и аккуратно оформить работу и сдать ее преподавателю в виде файла или распечатки;
· выполняет роль бесконечно терпеливого наставника, предоставляя практически неограниченное количество разъяснений, повторений, подсказок и проч.
Электронный учебник полезен на практических занятиях в специализированных аудиториях потому, что он позволяет использовать компьютерную поддержку для решения большего количества задач: · освобождает время для анализа полученных решений и их графической интерпретации;
· позволяет преподавателю проводить занятие в форме самостоятельной работы за компьютерами, оставляя за собой роль руководителя и консультанта;
· позволяет преподавателю с помощью компьютера быстро и эффективно контролировать знания учащихся, задавать содержание и уровень сложности контрольного мероприятия.
Электронный учебник удобен для преподавателя потому, что он позволяет выносить на лекции и практические занятия материл по собственному усмотрению, возможно, меньший по объему, но наиболее существенный по содержанию: · освобождает от утомительной проверки домашних заданий, типовых расчетов и контрольных работ, передоверяя эту работу компьютеру;
· позволяет оптимизировать соотношение количества и содержания примеров и задач, рассматриваемых в аудитории и задаваемых на дом;
· позволяет индивидуализировать работу с учениками, особенно в части, касающейся домашних заданий и контрольных мероприятий.
1.3.5 Обзор электронных учебных пособий
1.3.5.1 Электронный учебник
Электронный учебник должен максимально облегчить понимание и запоминание (причем активное, а не пассивное) наиболее существенных понятий, утверждений и примеров, вовлекая в процесс обучения иные, нежели обычный учебник, возможности человеческого мозга, в частности, слуховую и эмоциональную память, а также используя компьютерные объяснения. Текстовая составляющая должна быть ограничена.
Пример 1: электронные учебники в формате CHM.
Такие учебники снабжены удобной навигацией по страницам, индексом, полнотекстовым поиском и возможностью добавлять любимые страницы в избранное. На страницах учебника располагается текст, рисунки и видеоролики. Для компиляции такого учебника. От Вас требуется предоставить контент (текст, графику, мультимедиа) в электронном виде (текст в формате Word, отсканированные рисунки, видеоролики и пр.) или в формате *.htm (в виде сайта).
1.3.5.2 Электронная лекция (презентация)
Электронная лекция - совокупность компьютерных технологий, одновременно использующих несколько информационных сред: графику, текст, видео, фотографию, анимацию, звуковые эффекты, звуковое сопровождение. Технологию мультимедиа составляют специальные аппаратные и программные средства.
Для создания мультимедийной лекции можно использовать программу POWERPOINT корпорации Microsoft , для демонстрации - ноутбук (персональный компьютер) и проектор. Достоинство подобной лекции - максимальное насыщение графической информацией (схемами, поясняющими рисунками, фотографиями, видеороликами и пр.).
1.3.5.3Тесты
Тест (англ. test - проба, испытание, исследование) в психологии и педагогике, стандартизированные задания, результат выполнения которых позволяет измерить психофизиологические и личностные характеристики, а также знания, умения и навыки испытуемого.
Для компьютерного тестирования студентов на Факультете информации и управления МГУПП разработана специализированная система тестирования. Система позволяет создавать и изменять тесты из вопросов, а так же автоматически оценивать результаты тестирования. Все настройки, и сами тесты хранятся в зашифрованном виде и доступ к ним осуществляется при помощи пароля. Имеющаяся система тестирования обладает богатыми возможностям по контролю и анализу результатов тестирования. В автоматическом режиме формируются отчеты по успеваемости студентов в группах, а также отчет по усвоению учащимися различных тем изучаемой дисциплины.[31]
Во время тестирования студенту предлагается ответить на 50 - 100 вопросов, которые выбираются случайным образом из базы вопросов. Ответы располагаются в случайном порядке, что исключает запоминания расположения правильных ответов.
Задача преподавателя сводится к грамотному составлению теста (вопросов и вариантов ответов).
Для всестороннего и объективного контроля знаний студентов рекомендуется по каждой дисциплине составлять не менее 200 вопросов, а к каждому вопросу от 3 до 6 вариантов ответов. При этом, весь курс целесообразно разбить на темы (оптимально 8-12 тем), и по каждой теме составить 20-30 вопросов.
2. Этапы создания электронного пособия
2.1 Задачи проектируемых автоматизированных программных систем
Целью данного проекта является разработка программного продукта для автоматизации процесса обучения в 9 классе «Электронного учебно-методического комплекса по предмету информатика на примере 9 класса».
Формулирование требований к программному обеспечению, разрабатываемому для решений данной задачи, можно свести к следующим критериям: · разрабатываемая программа должна обеспечивать быстрое и удобное получение информации, иметь простой и интуитивно понятный интерфейс;
· структура программы должна быть подобрана оптимально;
· простота и надежность.
Входными данными для этой программы является учебное пособие по языку программирования Pascal: · Алгоритмизация;
· Основные элементы программирования;
· Управляющие конструкции и циклы;
· Разработка пользовательского интерфейса;
· Использование стандартных элементов управления Visual Basic;
· Работа с файлами;
А также входными данными являются различные примеры для лучшего усвоения данного материала. Выходными данными является справочная информация по дисциплине, в рамках выбранного материала.
2.2 Информационное обеспечение задач проектируемой системы
2.2.1 Порядок разработки обучающих мультимедиа систем
Создание любого компьютерного приложения, а особенно обучающих мультимедиа-систем, сегодня не мыслится без тщательно продуманного плана разработки. В настоящее время существует хорошо отработанная методология создания компьютерных обучающих систем. Как и всякая методология проектирования, она включает целый ряд последовательных этапов. Каждый из них обладает определенными временными рамками, исчисляемыми в процентах от общего времени разработки приложения. Рассмотрим эти этапы и цели, которые на них реализуются: I этап: техническое предложение, сделанное на основе учебных потребностей и целей обучения - на этом этапе подвергается анализу ситуация с использованием компьютерных обучающих систем, сложившаяся в образовании. В настоящее время на рынке компьютерных обучающих систем появилось множество программных продуктов довольно высокого качества, предназначенных для применения в процессе обучения. Они выпускаются как отечественными, так и (в большинстве) зарубежными производителями. Русификация импортных обучающих систем занятие довольно трудоемкое, не всегда простое с юридической точки зрения, к тому же при «механическом» переводе содержания остаются неучтенными многие психологические и психолого-педагогические факторы, не происходит учет местных, национальных особенностей обучения, и результат в итоге не покрывает затраченных усилий. В силу этих обстоятельств я не буду рассматривать здесь обучающие компьютерные системы зарубежного производства.
Сейчас на рынке программного обеспечения появился выбор и отечественных компьютерных обучающих систем. Появилось множество новых электронных учебников и обучающих систем. Сейчас их разработкой занимаются фирмы специализирующиеся на компьютерных средствах обучения.
Однако при более подробном ознакомлении с продукцией этих фирм можно заметить некоторый крен в тематике выпускаемых приложений. Имеются в виду те предметные области, для изучения которых предназначается программное обеспечение, предлагаемое вышеназванными фирмами. В первую очередь, это предметные области, связанные с компьютером, его применением и смежные с этим вопросом области. Сюда можно отнести такие системы, как «Анатомия компьютера», «Computer Inside» и многие другие. Во-вторых, это исторический материал, организованный скорее как энциклопедия, но также успешно применяемый в обучении. Наконец, это области языкознания, обучения различным языкам.
Здесь достигнуты очень хорошие результаты, заключающиеся в разработке большого числа обучающих систем разной ориентации и направленности. Применение, в последнее время, средств мультимедиа, позволило резко повысить информационную насыщенность предлагаемого учебного материала, расширить диапазон воздействия на обучаемого, и приблизить компьютерный процесс обучения к естественному. Поэтому авторы и разработчики гораздо охотнее берутся за выпуск компьютерных обучающих систем по тематикам, способным в полной мере использовать последние достижения мультимедиа-технологий в сфере представления данных. Те же предметные области для изложения которых требуется серьезное программирование и программное моделирование различных процессов пока что пользуются у разработчиков небольшой популярностью.
Материал учебника 9 класса рассчитан на большее количество часов, чем оговорено в программе, поэтому для самостоятельной работы учеников представляет неудобство.
Исходя из вышеизложенных соображений, я считаю, что тема моей дипломной работы «Разработка программного и информационного обеспечения электронного учебно-методического комплекса по предмету информатика на примере 9 класса» является актуальной в силу того, что потребность в таком электронном учебнике несомненно есть. Поэтому, своей целью считаю разработать работоспособный фрагмент электронного учебника по Pascal, который может применяться для обучения учеников.
II этап: планирование разработки, решение вопросов об установке сроков, финансирования и составе группы разработчики - здесь устанавливаются сроки реализации отдельных этапов разработки и всего продукта в целом, назначается конечная дата его выпуска. В дальнейшем, составленный график позволяет гибко реагировать на возникающие в процессе разработки трудности, контролировать отставание или опережение, подключать или высвобождать ресурсы и перераспределять их между отдельными стадиями разработки. [24]
Вопрос о финансировании проекта является одним из самых важных в процессе создания любого программного продукта. В настоящее время создаются супер масштабные проекты, в разработке которых принимают участие от нескольких десятков до нескольких сотен человек. Бюджеты таких проектов составляют несколько миллионов американских долларов. Поэтому вопросы финансирования и координации выходят сегодня на первый план.
Состав группы разработчиков определяется, исходя из тематической направленности разрабатываемого приложения, но в целом состав таких групп более или менее стабилен. Сюда обязательно входят сценаристы, психологи, дизайнеры, художники и специалисты по компьютерной анимации, композиторы и музыканты, оцифровщики звука и видеоизображения, артисты и звукоинженеры, фотографы и редакторы, продюсеры и переводчики, команда контроля качества и контроля совместимости, тестеры, юристы, координаторы, всевозможные ассистенты и конечно программисты. Каждый из них является специалистом в своей области и отвечает за выполнение определенного участка работ.
III этап: разработка содержания курса - на этом этапе проводится анализ учебного плана и состав слушателей, происходит определение стратегии курса, разрабатывается сценарий и интерактивное взаимодействие программы с пользователями.
Разрабатываемый электронный справочник предназначен для самостоятельной работы учеников 9 класса по изучению Pascal в рамках курса общей школы. Его создание имеет своей целью предоставить ученикам, изучающим Pascal весь теоретический материал, предусмотренный программой курса, а также практические задания и контрольные вопросы для самопроверки. Мною был проведен анализ учебного плана 9 класса с целью определения степени пригодности предлагаемого теоретического материала к компьютерной реализации в виде электронного справочника и эффективности такой реализации.
IV этап: описание курса - здесь приводится описание всех информационных фрагментов курса: текстовых, анимационных, звуковых и видео. Предлагаемый компьютерный учебник разбит на несколько законченных взаимосвязанных фрагментов, каждый из которых обладает определенной функцией и визуально представлен отдельным модулем. В дальнейшем будем называть их блоками.
Итак, в учебнике существуют следующие блоки: · блок изучения теоретического материала - здесь ученикам предлагается теоретический материал по изучаемой теме, разбитый на главы и экраны. Встроенные средства навигации позволят им свободно перемещаться по всему материалу учебника и находить интересующую их информацию;
· блок примеров решенных заданий, - где ученики смогут увидеть способы решения практических заданий по данной теме, для того чтобы решать аналогичные примеры в своей самостоятельной работе;
· блок контрольных вопросов и задач, - который содержит набор вопросов по пройденной теме, по окончанию обучения ученики должны будут знать ответы на все вопросы, им также придется решить несколько практических заданий и на основе полученных ответов система сможет оценить успешность обучения;
· блок заданий для самостоятельной работы - это набор заданий рекомендуемых ученикам для самостоятельного решения с целью закрепления теоретического материала и практических навыков решения.
Кроме блоков в электронном учебнике реализованы несколько систем: · гипертекстовая система - позволяет студентам осуществлять нелинейный доступ к информации учебника, перемещаться по материалу не последовательно от начала к концу, а избирательно, ориентируясь на свои потребности;
· система навигации - ее целью является осуществление перемещения пользователей по учебнику как по обычной книге: листать страницы вперед или назад, обращаться к оглавлению или к практическим заданиям, наконец, завершить обучение.
Реализация вышеописанных блоков и систем учебника велась с применением текстовых, анимационных форматов. К сожалению, изза технических сложностей пришлось отказаться от вставок видеоизображения в учебнике. Блок теоретического материала представлен в классическом текстовом формате, как наиболее привычном и оптимальном для учебников подобного рода. Элементы меню и оглавления реализованы с применением анимации, что повышает эстетический уровень учебника и улучшает его внешний вид. Использование перечисленных методов в подаче информации служит для расширения сферы воздействия компьютера на органы чувств человека с целью более глубокого запоминания и закрепления полученной информации.
V этап: реализация курса - на этом этапе происходит выбор технико-программных платформ и непосредственно программирование с помощью выбранной авторской системы или системы программирования.
Аппаратной платформой для реализации проекта электронного учебника была выбрана база IBM-совместимых компьютеров. В пользу этого выбора сыграло: во-первых, преобладание в образовательных учреждениях именно этой аппаратной платформы, IBM-совместимые компьютеры сегодня составляют до 80% всего парка компьютеров, во-вторых, долгосрочные планы Министерства образования РК по компьютеризации учебных заведений предполагают дальнейшее широкомасштабное внедрение этой аппаратной платформы, в-третьих, это является следствием двух первых пунктов, разработка электронного учебника для IBM-совместимых компьютеров позволит охватить максимальное число потенциальных пользователей, и в-четвертых для этих компьютеров существует огромная библиотека всевозможных инструментальных средств, включая авторские системы и системы программирования, которой не может похвалиться ни одна другая платформа - все эти обстоятельства определили выбор аппаратной платформы в пользу IBM-совместимых компьютеров.[25]
Не менее важным мне видится и выбор программных средств реализации компьютерного учебника - от выбора той или иной авторской системы зависят не только внешний вид учебника, его эстетический уровень, но и его функциональность, способность поддерживать различные форматы данных, соответствие стандартам мультимедиа - зависит, будет ли он привязан к авторской системе, в которой разрабатывался или сможет работать на любом компьютере, в независимости от установленного на нем программного обеспечения.
Мною был проведен сравнительный анализ нескольких наиболее широко распространенных и часто используемых электронных учебников. Целью проведения этого анализа являлось выявление достоинств и недостатков предложенных к рассмотрению учебников и справочников. По результатам анализа необходимо было выбрать систему, наиболее полно отвечающую требованиям, предъявляемым при создании электронных учебников.
VI этап: опробование и тестирование - на этом этапе начинается испытание разработанного приложения, проводится серия тестов с целью выявить ошибки программирования. Проект еще далек от завершения, но «экспериментальный» образец уже готов. После ряда проверок на аппаратную совместимость команда контроля за качеством выносит свое заключение и предлагает перечень недочетов замеченных в ходе испытаний, которые предстоит исправить разработчикам. И так повторяется несколько раз, пока не получится окончательная версия продукта, лишенная, в большей или меньшей степени, недочетов и ошибок.
Все это в большой степени применимо и к предлагаемому электронному учебнику. В процессе его создания приходилось не раз вносить изменения и дополнения как в сам код программы, так и в оформление меню и интерфейса. Процесс этот довольно продолжителен и не может считаться оконченным даже сейчас, потому что создание полноценной системы происходит в течение нескольких итерационных модификаций и адаптаций. Но в целом продукт можно считать готовым к практическому использованию в процессе обучения.
VII этап: эксплуатация и внедрение - на этом этапе происходит внедрение полностью законченной компьютерной системы обучения в образовательные учреждения. Разрабатывается план занятий с использованием этой системы и начинается ее эксплуатация.
Очень полезным и целесообразным видеться применение учебника для проведения практических тестов и зачетов, а также подготовке к занятиям - его блок контрольных вопросов и практических заданий как нельзя лучше подходит для этой цели. Помимо своего прямого назначения компьютерный учебник может оказаться полезным при изучении основ программирования, изучении авторских систем программирования, в виде наглядного примера при построении собственных обучающих систем.
Учет учебного плана 9 класса, его практическая направленность и довольно широкие возможности делают предлагаемый электронный учебник полезным и своевременным для использования в школе при обучении информатики в 9 классе.
2.2.2 Принципы изложения материала
Принципы изложения учебного материала в условиях компьютерного обучения приобретает все большее значение, по мере того как возрастают возможности компьютера в предъявлении и интерпретации разных типов разнообразной информации, и углубляется понимание наиболее рационального использования мультимедийного предъявления информации. Современный компьютер обладает большими возможностями в применении разнообразных типов информации. Это и текст, и чертежи, и графика, и анимация, и видео изображения, и звук, и музыкальное сопровождение. Эффективное использование различных типов предъявления информации с учетом психологических особенностей ее переработки позволяет значительно повысить эффективность учебного процесса.
Нередки примеры, когда разработчики обучающих программ механически переносят способ расположения текста на экран монитора, пренебрегают закономерностями психологии восприятия текста и рисунка, задавая темп изменения изображения, не учитывают, что разные учащиеся имеют неодинаковую смысловую скорость и требуют для переработки информации различные временные интервалы.
В связи с этим, следует предоставить учащимся возможность самим выбирать темп смены изображения, при этом учащийся должен иметь возможность в любое время повторно вывести на экран любую необходимую ему информацию.
При построении интерфейса об
Вывод
В мире уже многие разработчики твердо ориентируются на использование Delphi как на инструмент, позволяющий создавать высокоэффективные клиент-серверные приложения. Диапазон разработанных при помощи Delphi программных продуктов также поражает - от игровых программ до мощнейших банковских систем. Создание интерактивных обучающих программ получило широкое применение, поэтому я для создания «Электронного учебно-методического комплекса по предмету информатика на примере 9 класса» использую Delphi.
5. Проектная часть
5.1 Руководство пользователю
Электронный учебно-методический комплекс по предмету информатика на примере 9 класса предполагается использовать на уроках информатики, а также для самостоятельного изучения материала учениками, начинающим программистам, желает изучить данный язык программирования.
Электронный УМК по информатике для 9-го класса общеобразовательных школ разработан в соответствии с Государственным общеобязательным стандартом среднего общего образования.
ЭУМК позволяет реализовать основную цель и учебно-воспитательные задачи предмета «Информатика», изучать приемы составления алгоритма и его запись, а так же особенности широко распространенного в настоящее время языка программирования Паскаль. Язык Паскаль является структурированным языком, который позволяет наряду с учебными программами решать сложные производственные задачи.
При выполнении интерактивных задач в полной мере реализуется функция управления познавательной деятельностью обучающегося. Представленный ЭУМК по информатике позволяет индивидуализировать процесс обучения, у учащегося имеется возможность при необходимости повторить просмотр анимированного фрагмента, остановить слайд для более детального рассмотрения, самостоятельно проводить наблюдения с последующими выводами и т.д.
Закрепление полученных знаний по информатике, умение применять их на практике отрабатывается с помощью интерактивных заданий и расчетных задач. Контроль за степенью усвоения учебного материала осуществляется с помощью тестов, общая база которых составляет 210 тестовых вопросов. ЭУМК предназначен как для самостоятельной работы учащихся дома, так и для работы в классе.
Интерфейс электронного курса удобен и интуитивно понятен, содержит удобные средства навигации, реализован с помощью WEB. Поэтому обучаемые имеют возможность запускать примеры программ прямо из текста обучающего курса. С помощью JAVASCRIPT в главном окне программы созданы гиперссылки в виде flat-кнопок, "оживающие" при наведении на них курсора мыши. При нажатии на кнопку с названием раздела в правой части появляется список подразделов, в виде обычных гиперссылок. При выборе какой-либо из них указанный подраздел открывается в отдельном окне поверх главного окна, что позволяет работать с несколькими подразделами одновременно.
В программном продукте «Электронного учебно-методического комплекса по предмету информатика на примере 9 класса», написанной на Delphi, были реализованы следующие функции и процедуры.
При запуске программы появится окно, в котором отображены основные разделы (в соответствии с рисунком 1). На главной форме программы располагаются все основные элементы управления.
Рисунок 1. Главная форма
Кнопка «Теория» содержит теоретические основы языка Pascal (в соответствии с рисунком 2). В окне формы отображаются выбранные темы в формате HTML-страниц.
Рисунок 2. Вид формы «Теория»
- Кнопки «Практика» и «Лекции» запускают окно имеющее соответственные меню (в соответствии с рисунком 3).
Лекции - это краткое изложение темы. Их можно использовать для конспектирования, самостоятельного изучения и для объяснения темы на занятиях.
Практика - содержит задания для самостоятельной работы (лабораторные, практические, контрольные и задачи для самостоятельного решения), а также разбор и решение заданий. Это позволит, разобрав их решение на примерах, выполнять их самостоятельно.
Раздел «Контроль знаний» имеет три окна: на первой форме позволяет выбрать тест (в соответствии с рисунком 4), во втором окне имеется возможность изменения вопросов или вариантов ответов, на третьей форме сам тест, проверка знаний по выбранной теме в соответствии с рисунком 5). Обычно тесты состоят из 10-15 вопросов.
Рисунок 3. Вид формы «Лекции»
Раздел «Контроль знаний» на первой форме позволяет выбрать тест (в соответствии с рисунком 4), во втором окне имеется возможность изменения вопросов или вариантов ответов.
Рисунок 4. Вид формы «Контроль знаний»
В третьем окне предлагается сам тест, с контролем выбранного ответа (в соответствии с рисунком 5), по окончании теста выдается количество правильных ответов и процент качества, что психологически оправдано.
Исходный код тестера, используемого в программе «Электронный учебно-методический комплекс по предмету информатика на примере 9 класса» в соответствии с приложением.
Рисунок 5. Вид формы «Тест»
Кроме основных разделов имеются дополнительные: справочник, глоссарий (в соответствии с рисунком 6), учебная программа курса информатики, история развития языка Паскаль.
Рисунок 6. Вид формы «Глоссарий»
Все окна имеют удобны интерфейс. Многие страницы написаны на HTML, поэтому снабжены хорошей навигацией, перемещения как по странице, так и в пределах темы. Всегда можно вернуться на главную форму.
Программа имеет законченный вид и готова к работе.
6. Расчет экономической эффективности
6.1 Расчет стоимости разработки
Величину затрат на научно-исследовательские работы определяют на основе метода калькуляций. В этом случае затраты определяются расчетом по отдельным статьям расходов и их последующим суммированием в форме. Рассмотрим затраты по отдельным статьям расходов.[33]
Договорная цена разработки определяется как сумма стоимости темы и прибыли, и считается по следующим статьям калькуляции: - основные материалы, покупные изделия;
- основная заработная плата производственного персонала;
- дополнительная заработная плата;
- отчисления на социальные нужды;
- оплата работ, выполняемых сторонними организациями;
На эту статью относится стоимость материалов, покупных изделий, полуфабрикатов и других материальных ценностей, расходуемых непосредственно в процессе выполнения НИР по теме. Цена материальных ресурсов определяется по соответствующим ценникам. В стоимость материальных затрат включаются транспортные расходы (10% от прейскурантной цены).
Наименование товара Единицы измерения Количество Цена за единицу (тенге) Суммарные затраты (тенге)
Диски (CD-R) штуки 10 50 500
Бумага для принтера Пачка 1 650 650
Итого (затраты) 1150
С учетом транспортных расходов: 1150 0.1*1150 = 1265 (тенге)
6.3 Расчет основной заработной платы
К этой статье относятся основная заработная плата работников, а также премии, входящие в фонд заработной платы. Расчет основной заработной платы выполняется на основе трудоемкости выполнения каждого этапа в человекоднях и величины месячного должностного оклада исполнителя. Среднее количество рабочих дней в месяце равно 22. Следовательно, дневная заработная плата определяется делением размера оклада на количество рабочих дней в месяце. Трудоемкость определяется по готовым расчетам или следующим образом: по таблицам 1 и 2 находится количество дней, которое необходимо потратить на каждый из 5-ти этапов разработки. Например, на первом этапе разработки потребуется количество дней, равное сумме продолжительностей работ. Трудоемкость каждого этапа определяется для группы специалистов, отвечающих за этот этап разработки. Произведение трудоемкости на сумму дневной заработной платы определяет затраты по зарплате для каждого работника на все время разработки.
Таблица 2. Расчет основной заработной платы по теме
С учетом премий: 96544 96544 * 0,2 = 115852,8 (тенге)
6.4 Расчет дополнительной заработной платы
На эту статью относятся выплаты, предусмотренные законодательством о труде за неотработанное по уважительным причинам время: оплата очередных и дополнительных отпусков и т.п. (в среднем 20-22% от суммы основной заработной платы).
96544 * 0,2 = 19308,8 (тенге)
6.5 Расчет отчислений на социальные нужды
Отчисления на социальные нужды определяются в процентном отношении от суммы основной и дополнительной заработной платы (38,5%): (96544 19308,8) * 0,385 = 44603,3 (тенге)
6.6 Расчет накладных расходов
К этой статье относят расходы по управлению научно-исследовательской организацией, выполняющей данную разработку, а также расходы по содержанию и ремонту зданий, сооружений, оборудования, коммунальные услуги и т. п.
Накладные расходы принимаются в размере 250% от суммы основной заработной платы.
96544 * 2,5 = 241360 (тенге)
6.7 Расчет договорной цены разработки
Калькуляция стоимости разработки приведена в таблице 3.
Полная себестоимость разработки определяется суммированием пп.1-3 таблицы 3.
8. Договорная цена 793386,4В данном разделе дипломного проекта осуществлена калькуляция темы с расчетом договорной цены ПП и дано технико-экономическое обоснование с оценкой экономической эффективности применения ПП.
Договорная цена на ПП, сформированная на основе нормативной себестоимости производства ПП и прибыли, составляет 793386,4 тенге.
Экономический эффект от использования данного ПП за расчетный период (5 лет) составит 3966932 тенге, при этом эффективность разработки - примерно 0.68, т. е. разработчик покроет свои расходы на создание автоматизированной системы ориентировочно за год и затем начнет получать прибыль.
Таким образом, заказчик должен утвердить затраты на создание нашей автоматизированной системы, поскольку в результате анализа установлено, что внедрение разработки оправдано и экономически целесообразно.
7. Техника безопасности
7.1 Общие правила
1. Входить в компьютерный класс (КК) для выполнения практических работ студентам разрешается ТОЛЬКО в присутствии преподавателя и ТОЛЬКО с его разрешения.
2. При входе в КК студенты должны оставлять свои личные вещи (портфели, сумки, шапки, куртки и т.д.) в специально отведенном для них месте.
Запрещается находиться в КК в верхней одежде.
3. В начале учебного года все студенты должны изучить правила ТБ при работе с действующими электроустановками в КК (инструктаж на рабочем месте проводиться преподавателем) и расписаться в специальной графе журнала по ТБ.
4. Студенты в возрасте до 18 лет к самостоятельной работе без преподавателя не допускаются.
5. На работающего за компьютером действуют такие опасные и вредные производственные факторы как: повышенный уровень шума, недостаток естественного освещения, излучение от экрана монитора, электрический ток, статическое электричество, специфические условия зрительной работы и т.д.
6. Расстояние между рабочими местами (между боковыми сторонами соседних мониторов) должно составлять не менее 122 см.
7. При длительной работе за экраном монитора необходимо проводить гимнастику для глаз, кистей рук, локтевых суставов, шеи, плеч для снятия мышечного напряжения.
8. При работе за компьютером предпочтительнее надевать одежду темных тонов.
9. Во избежание пожара необходимо соблюдать следующие требования: поддерживать порядок на рабочем месте, не накапливать бумагу и другие ненужные предметы, ничего нельзя класть на клавиатуру, монитор, системный блок, мышь и другое компьютерное оборудование, а также на электрощиты, электропроводку и другое электрическое оборудование.
10. В случае травматизма и обнаружения неисправности оборудования студенты обязаны немедленно сообщить об этом преподавателю или техническому персоналу.
11. В случае травмирования или внезапного заболевания, студенты должны уметь оказывать доврачебную помощь пострадавшему.
12. Студенты должны соблюдать правила личной гигиены при работе в компьютерном классе: работать на клавиатуре и мыши следует только чистыми руками, не принимать пищу в компьютерном классе.
Требования безопасности во время работы
1. За каждым рабочим местом может работать группа студентов не более 2-х человек.
2. Необходимо соблюдать оптимальное расстояние от глаз до экрана монитора (60-70 см.), допустимое расстояние - не менее 50 см. сокращение расстояния от глаз до экрана приводит к быстрому развитию утомления зрительного анализатора.
3. При вводе информации с клавиатуры и мыши необходимо плавно нажимать на клавиши, не допуская резких ударов.
4. Во время работы необходимо соблюдать дисциплину. Помни! Электрический ток свыше 0,1 ампера смертелен! Напряжение электросети свыше 12 вольт опасно для жизни!
5. При работе с компьютером, подключенным к электрической сети, необходимо соблюдать следующие меры безопасности: 6. все включения/выключения вычислительной техники производит только преподаватель, 7. при появлении необычного звука или самопроизвольном отключении аппаратуры следует немедленно сообщить преподавателю, при обнаружении любой неисправности оборудования или программного обеспечения следует немедленно прекратить работу и сообщить о замеченных недостатках.
Категорически запрещается самостоятельный поиск неисправности оборудования и программного обеспечения.
8. Студентам запрещается: · включать и отключать компьютеры, находиться в КК в верхней одежде.
· класть диски, книги, тетради на монитор, мышь и клавиатуру, прикасаться к экрану и тыльной стороне монитора, трогать разъемы соединительных кабелей, · отсоединять и присоединять периферийное оборудование и производить любые манипуляции с оборудованием при включенном компьютере, пользоваться клавиатурой и мышью при выключенном компьютере.
· Запрещено использовать машинное время в личных целях и для игр.
7.2 Анализ пожарной профилактики
1. Во избежание пожара необходимо строго соблюдать следующие требования: · постоянно поддерживать порядок в рабочих помещениях, · содержать в чистоте свое рабочее место, · не накапливать ненужных материалов, · не загромождать проходы, выход, коридоры и доступ к средствам пожаротушения.
Ширина минимально допустимых проходов между оборудованием должна быть не менее 1 м.
2. В случае возникновения возгорания необходимо немедленно принять меры к его ликвидации имеющимися средствами, вызвать, в случае необходимости, пожарную команду по телефону 01 и поставить в известность администрацию.
Пламя необходимо погасить следующими средствами: Загоревшуюся одежду на человеке - суконным покрывалом или другими подручными средствами.
При загорании жидкостей, смешивающихся с водой (спирт, ацетон) - любыми огнетушителями, струей воды, песком, суконным одеялом.
При загорании жидкостей, не смешивающихся с водой (бензин, масло, краски и т.д.), нельзя применять воду.
Горящие провода или электроприборы, находящиеся под напряжением, необходимо вначале обесточить, а затем тушить углекислотными огнетушителями.
Категорически запрещается: — Курить в помещении.
— Вешать одежду и класть горючие предметы на электрощиты, электропроводку и другое электрооборудование.
7.3 Требования безопасности в аварийных ситуациях
1. В случае возникновения аварийных ситуаций, травматизма, отравления или внезапного заболевания студенты обязаны немедленно сообщить об этом непосредственно преподавателю или дежурному персоналу.
2. Во время проведения инструктажа по ТБ преподаватель должен обратить внимание учащихся на расположении в данном КК рубильника (пускового автомата).
3. В случае травмирования или внезапного заболевания студенты должны уметь оказывать первую доврачебную помощь пострадавшему.
7.4 Требования безопасности по окончании работы
1. По окончании работы студенты обязаны привести в порядок и сдать преподавателю или дежурному по классу свое рабочее место.
2. Студенты, нарушившие правила ТБ в КК, от выполнения практических работ отстраняются. Сведения о нарушении передаются администрации, которая принимает соответствующие решения о наказании, возмещении причиненного ущерба и возможности дальнейших занятий в КК. Допуск таких учащихся к работе возможен только после повторного инструктажа и сдачи зачета по ТБ с соответствующей записью в журнале по ТБ.
3. За грубое нарушение ТБ студенты и их родители несут все виды ответственности, предусмотренные законами РК.
7.5 Система управления охраной труда
1. Система управления охраной труда в учебном заведении является неотъемлемой частью управления и определяет задачи по обеспечению здоровых и безопасных условий труда в соответствии с законодательством и действующими в отрасли нормативно-техническими документами.
2. Система управления устанавливает функции, задачи и содержание работ по обеспечению безопасности труда, определяемые законодательными, руководящими и нормативно-техническими документами, а также взаимосвязь работы служб и подразделений в управлении охраной труда в соответствии с их функциональными обязанностями.
3. Управление охраной труда осуществляется путем организации работ в области охраны труда, информации о состоянии охраны труда на рабочих местах, участках, в цехах и подразделениях и принятия управленческих решений.
4. Организация и координация работ в области охраны труда должны предусматривать формирование органов управления охраной труда на всех уровнях, установление обязанностей и порядка взаимодействия подразделений объединения и должностных лиц, участвующих в управлении.
5. Информация о состоянии охраны труда на всех участках производства и об эффективности функционирования Системы управления должна являться основой для принятия управленческих решений.
6. Управление охраной труда должно обеспечиваться выполнением следующих функций: - Организация, координация и регулирование работ по охране труда.
- Планирование работ по охране труда.
- Контроль за состоянием охраны труда.
- Повышение личной ответственности работников за состояние охраны труда и техники безопасности.
- Учет, анализ и оценка работ по охране труда.
- Стимулирование работ по совершенствованию охраны труда.
Требования к помещениям для эксплуатации видеодисплейных терминалов и персональных электронно-вычислительных машин
1. Все помещения, предназначенные эксплуатации видеодисплейных терминалов(ВДТ), персональных электронно-вычислительных машин (ПЭВМ), персональных компьютеров (ПК) и электронных систем (ЭС), обязательно должны оснащаться отдельным контуром заземления. [31]
2. Запрещается размещение рабочих мест с ВДТ, ПЭВМ, ПК в подвальных помещениях. Не разрешается использование цокольных помещений для размещения ВДТ, ПЭВМ и ПК детскими дошкольными, средними и средними специальными учебными заведениями.
3. В учебных заведениях должно использоваться только периметральное расположение компьютеров.
4. Площадь на одно рабочее место с ВДТ и ПЭВМ в офисах, административно-производственных помещениях и других учреждениях при периметральном расположении должна быть не менее 4,0 кв. м, при рядном и центральном расположении - не менее 6 кв. м. В учебных заведениях площадь на 1рабочее место - не менее 5 кв. м. В дошкольных учреждениях - не менее 6 кв.м, а объем - не менее 20 кв. м.
В связи с тем, что в современных мониторах основное высокочастотное электромагнитное излучение отводится вверх и частично назад, рекомендуется периметральная расстановка компьютеров, а нерядная и не центральная. [29]
5. Помещения с ВДТ и ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение.
6. Производственные помещения, в которых работы ведутся преимущественно с использованием ВДТ и ПЭВМ, а также учебные классы (аудитории вычислительной техники, дисплейные классы и кабинеты и др.) не должны граничить с помещениями, в которых уровни шума и вибрации превышают нормативные значения (мастерские, цеха, спортивные залы и т.п.).
7. Звукоизоляция ограждающих конструкций помещений с ВДТ и ПЭВМ должна отвечать гигиеническим требованиям и обеспечивать нормативные значения уровней шума и вибрации согласно приложению 6-8 настоящих Правил.
8. Помещения с ВДТ и ПЭВМ должны оборудоваться системами отопления и кондиционирования воздуха. При отсутствии кондиционирования в помещениях должно обеспечиваться естественное проветривание помещений.
9. Для внутренней отделки интерьера помещений с ВДТ и ПЭВМ должны использоваться диффузно-отражающие материалы с коэффициентом отражения для потолка - 0.7-0.8; для стен - 0.5-0.6; для пола - 0.3-0.5.
10. Полимерные материалы, используемые для внутренней отделки помещений с ВДТ и ПЭВМ, должны быть разрешены для применения органами и учреждениями Государственного санитарно-эпидемиологического надзора.
11. Поверхность пола в помещениях с ВДТ и ПЭВМ должна быть ровной, удобной для очистки и влажной уборки, обладать антистатическими свойствами.
7.6 Требования к освещению помещений и рабочих мест
1. Естественное освещение должно осуществляться через световые проемы и регулироваться таким образом, чтобы уровни освещенности на рабочих местах соответствовали требованиям.
2. В случаях производственной необходимости эксплуатация ВДТ и ПЭВМ в помещениях без естественного освещения может проводиться только по согласованию с органами и учреждениями Государственного санитарно-эпидемиологического надзора.
3. Искусственное освещение в помещениях, где ведутся работы на ВДТ или ПЭВМ, должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В производственных и административно-общественных помещениях, где ведется работа с документами, рекомендуется применение комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов.
4. На рабочих местах у ВДТ и ПЭВМ освещенность нормируется в вертикальной плоскости (плоскости экрана) и в горизонтальной плоскости (плоскости стола в зоне работы с документами). Нормирование ведется в абсолютных единицах (люксах), вне зависимости от того, естественное Или искусственное освещение в помещении. На горизонтальной поверхности стола в зоне работы с документами комбинированная освещенность должна быть не менее 500 лк (при этом освещенность от общей системы должна составлять не менее 300 лк). При отсутствии комбинированного освещения освещенность на горизонтальной поверхности стола (естественная или искусственная) должна быть не менее 400 лк. На экране (в вертикальной плоскости) освещенность должна быть 200 лк. Местное освещение не должно создавать блики на экране и увеличивать его освещенность более 300 лк.
5. Показатель дискомфорта должен быть не более 25, коэффициент пульсации освещенности в административно-общественных зданиях-не более 10%, показатель ослепленности от источников общего искусственного освещения в производственных помещениях должен быть не более 20.
6. Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/кв. м.
7. Отраженная блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) ограничивается за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость потолка, при применении системы отраженного освещения, не должна превышать 200 кд/кв. м.
8. Необходимо ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ВДТ и ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями (стол: экран) не должно превышать 3:1-5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования -10:1.
9. В качестве источников света при искусственном освещении рекомендуется применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. При устройстве отраженного освещения в производственных и административно-общественных помещениях допускается применение металло - галогенных ламп мощностью до 250 Вт. Рекомендуется применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.
10. Светильники общего освещения следует располагать в виде сплошных или прерывистых линий, сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении ВДТ и ПЭВМ. При периметральном расположении компьютеров светильники должны находиться ближе к переднему краю, обращенному к оператору.
11. В помещениях с ВДТ и ПЭВМ для освещения рекомендуется применять светильники серии ЛПО36 с зеркализированными решетками, укомплектованные высокочастотными пускорегулирующими аппаратами (ВЧ ПРА) для снижения коэффициента пульсации. Допускается применять светильники СЕРИИЛПО36 без ВЧ ПРА только в модификации "Кососвет", а также светильники прямого света - П, преимущественно прямого света - Н, преимущественно отраженного света - В. Применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток не допускается. При отсутствии светильников с ВЧ ПРА лампы многоламповых светильников или рядом расположенные светильники общего освещения следует включать на разные фазы трехфазной сети.
12. Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/кв.м, защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов.
13. Светильники местного освещения должны иметь не просвечивающий отражатель с защитным углом не менее 40 градусов.
14. Коэффициент запаса (Кз) для осветительных установок общего освещения должен приниматься равным 1.4.
15. Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях для использования ВДТ и ПЭВМ следует проводить чистку оконных стекол и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.
7.6Требования к организации рабочего места
1. Оконные проемы в помещениях с использованием ВДТ и ПЭВМ должны быть оборудованы регулируемыми устройствами типа жалюзи, занавесей, внешних козырьков и пр. для исключения попадания прямых солнечных лучей и регулировки уровней освещенности на рабочих местах [34].
2. При размещении рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ должны учитываться следующие расстояния между рабочими столами с видеомониторами: 3. При рядном расположении расстояние между тыльной поверхностью одного видеомонитора до экрана другого должно быть не менее 2.0 м;
4. При любом расположении расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов должно быть не менее 1.0 м;
5. Расстояние между стеной с оконными проемами и столами должно быть от 0.25 м до 0.5 м.
6. Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и особенностей (размер монитора, процессорного блока, клавиатуры и т.п.), характера выполняемой работы, соответствовать эргономическим требованиям.
7. Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе с ВДТ и ПЭВМ, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления и нарушения осанки. Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстояния спинки от переднего края сиденья, с легкой и надежной фиксацией всех положений.
8. Поверхность сиденья, спинки и других элементов стула (кресла) должна быть полумягкой, с нескользящим, неэлектризующимся покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений.
9. Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 70-80 см, но не ближе 50 см, с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.
10. В помещениях с ВДТ и ПЭВМ должна ежедневно проводиться влажная уборка.
11. Помещения с ВДТ и ПЭВМ должны быть оснащены аптечкой первой помощи и углекислотными огнетушителями.
12. Характеристика помещения и факторы, действующие на оператора в процессе его труда.
Помещение, в котором находится рабочее место инженера, имеет следующие характеристики [34]: - длина помещения: 6,5 м;
- ширина помещения: 3 м;
- высота помещения: 2,5 м;
- число окон:1;
- число рабочих мест: 3;
- освещение: естественное (через боковое окно) и общее искусственное;
- вид выполняемых работ: непрерывная работа с прикладной программой в диалоговом режиме.
- освещенность рабочего места, лк: 300;
- размеры объекта, мм: 0,3 - 0,5;
Развитию утомляемости на производстве способствуют следующие факторы: неправильная эргономическая организация рабочего места, нерациональные зоны размещения оборудования по высоте от пола, по фронту от оси симметрии и т.д.;
характер протекания труда. Трудовой процесс организован таким образом, что оператор вынужден с первых минут рабочего дня решать наиболее сложные и трудоемкие задачи, в то время как в первые минуты работы функциональная подвижность нервных клеток мозга низка. Важное значение имеет чередование труда и отдыха, смена одних форм работы другими.
Расчет освещения рабочего места
Одним из основных вопросов охраны труда является организация рационального освещения производственных помещений и рабочих мест.
Для освещения помещения, в котором работает инженер, используется смешанное освещение, т.е. сочетание естественного и искусственного освещений.
Естественное освещение - осуществляется через окно в наружной стене здания.
Искусственное освещение - используется при недостаточном естественном освещении и осуществляется с помощью двух систем: общего и местного освещения. Общим называют освещение, светильники которого освещают всю площадь помещения. Местным называют освещение, предназначенное для определенного рабочего места.
Для помещения, где находится рабочее место инженер, используется система общего освещения.
Нормами для данных работ установлена необходимая освещенность рабочего места ЕН=300 лк (для работ высокой точности, когда наименьший размер объекта различения равен 0,3 - 0,5 мм).
Расчет системы освещения производится методом коэффициента использования светового потока, который выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп. Его величина зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемой коэффициентами отражения стен и потолка.
Общий световой поток определяется по формуле (2):
где ЕН - необходимая освещенность рабочего места по норме (ЕН=300 лк);
S - площадь помещения, м2;
z1 - коэффициент запаса, который учитывает износ и загрязнение светильников (z1=1.5, табл. VII-5, [30]);
z2 - коэффициент, учитывающий неравномерность освещения (z2=1.1,); [33] h - коэффициент использования светового потока выбирается из таблиц в зависимости от типа светильника, размеров помещения, коэффициентов отражения стен и потолка помещения.
Определим площадь помещения, если его длина составляет Lд=6,5 м, а ширина Lш=3 м (3): =6,5?3=19,5 м2
Выберем из таблицы коэффициент использования светового потока по следующим данным: коэффициент отражения побеленного потолка Rп=70%;
коэффициент отражения от стен, окрашенных в светлую краску Rct=50% (4);
=0,82,
где HП - высота помещения = 2.5 м.
Тогда находим (для люминесцентных ламп i=0.63) h=0.38 определяем общий световой поток (5): лм
Наиболее приемлемыми для помещения отдела являются люминесцентные лампы ЛБ (белого света) или ЛТБ (тепло-белого света), мощностью 20, 40 или 80 Вт.
Световой поток одной лампы ЛД-40 составляет F1=6000 лм, следовательно, для получения светового потока Fобщ=25401.32 лм необходимо N ламп, число которых можно определить по формуле (6)
Подставим значения, полученные по формуле (7): лампы
Таким образом, необходимо установить 4 лампы ЛД-40.
Электрическая мощность всей осветительной системы вычисляется по формуле (8): , Вт, где P1 - мощность одной лампы = 40 Вт, N - число ламп =4. (9)
Вт
Для исключения засветки экранов дисплеев прямыми световыми потоками светильники общего освещения располагают сбоку от рабочего места, параллельно линии зрения инженера и стене с окном. Такое размещение светильников позволяет производить их последовательное включение в зависимости от величины естественной освещенности и исключает раздражение глаз чередующимися полосами света и тени, возникающее при поперечном расположении светильников.
Расчет местного светового потока не производится, т.к. в данном случае рекомендуется система общего освещения во избежание отраженной блесткости от поверхности стола и экрана монитора.
В данном разделе дипломного проекта был произведен расчет освещенности рабочего места (с выбором типа ламп и их количества), а также был проведен анализ санитарно-гигиенических требований для использования компьютеров.
Окно ориентировано на восток, а не на север или северо-восток как должно быть.
Оконные проемы оборудованы вертикальными жалюзи.
Окраска помещения - светлая.
Температура воздуха - 22о, что является нормальной температурой.
Систематически перед началом работы помещение проветривается.
Кроме того, необходимо в течение 8-ми часового рабочего дня предусмотреть один большой перерыв на обед. Во время перемен между занятиями студенты должны выходить из кабинета, чтобы проветривать кабинет.
7.7 Эгрономика и производственная эстетика
Для того, чтобы обеспечить максимальную эффективность работы, свести к минимуму возможность человеческих ошибок, уменьшить усталость и исключить, насколько это возможно, любой риск для работающего, необходимо, чтобы конструктор опирался на научный подход, основанный на знании анатомических, физиологических и психологических особенностей, характеризующих человеческие возможности и ограничения.
Эргономика - технология конструирования работы - основывается на медико-биологических науках: анатомии, физиологии и психологии. В общем смысле анатомия занимается изучением структуры тела (его размеров и строения), физиология изучает функционирование организма (поддерживающие его биологические процессы), а психология - поведение (реакции приспособления организма к окружающей среде).
Между этими дисциплинами нет строгих границ: например, функциональную анатомию, т.е. ту часть общей анатомии, которая представляет главный интерес для эргономики, можно рассматривать как физиологию.
Психология работы касается исследования аспектов поведения, которые в основном зависят от знания законов психологии, хотя некоторые проблемы, такие, как сменная работа, включают как физиологические, так и психологические компоненты. С точки зрения психолога, человек является своего рода устройством, обрабатывающим информацию для принятия решений, основанных на множестве вводимых данных, и передачи этих решений с помощью множества выходов. В некотором отношении его поведение аналогично поведению ЭВМ, но аналогия эта не совсем точна, так как для ЭВМ нет проблем эмоционального возбуждения, усталости и суточных ритмов.
Поскольку, в отличие от ЭВМ, человек-оператор может функционировать на многих уровнях эмоционального возбуждения, необходимо изучать вопросы мотивации, которые в свою очередь требуют исследования материальных и нематериальных стимулов и взаимодействия между людьми. Изучение уровня активно