Краевая научно-практическая конференция школьников «Эврика»

Создание универсальной тестирующей компьютерной программы средствами Borland Delphi и Microsoft Access и её использование для экономии времени урока на средней ступени обучения

Выполнил ученик 10 класса

МОУ СОШ №10

Ст. Придорожной Каневского района

Литвинов Павел Алексеевич

Руководитель

учитель информатики МОУ СОШ №10

Попович Дмитрий Давидович

Краснодар, 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования предопределена ориентацией современной школы на сдачу учащимися Единого Государственного экзамена, который имеет форму теста.  В современной методической литературе имеются сведения о том, что одним из эффективных методов тестового контроля знаний является использование контролирующих программ по соответствующим предметам.    
Тем не менее, анализ современного рынка педагогических программных средств обнаруживает недостаточное количество   эффективных и гибких контролирующих программ. Выбор темы данной дипломной работы обусловлен именно вышеизложенными причинами.

Целью нашей работы является разработка и введение в эксплуатацию авторской компьютерной программы «TestYourself» для контроля знаний учащихся по различным предметам а также исследование её влияния на учебный процесс.

Объект исследования – процесс контроля знаний учащихся с использованием компьютерной программы.

Гипотеза исследования. Мы предполагали, что использование компьютерной программы «TestYourself» является одним из эффективных средств фронтального контроля  знаний учащихся и позволяет значительно сэкономить время урока.

Предмет исследования – авторская компьютерная программа «TestYourself».

Задача исследования - разработать и проверить авторскую компьютерную программу      «TestYourself».

В процессе выполнения и написания дипломной работы были использованы следующие методы исследования:

             -  анализ специальной литературы,

             -  анализ мультимедийных программ,

1. наблюдение за учебным процессом,
2. программирование
3. педагогический эксперимент,
4. анкетирование.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней предложена авторская компьютерная программа, ранее не отраженная в методической литературе и рассмотрены инструменты ее создания.

Предлагаемая нами программа составлена в соответствии с развитием современных информационных технологий, способных помочь учителю в адекватной оценке знаний школьников для дальнейшей корректировки своей педагогической деятельности, а также высвободить значительную часть урочного времени.

Работа  имеет практическую значимость. Предложенная в ней компьютерная программа может быть использована учителями с целью контроля знаний учащихся.

1. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА УЧАЩИХСЯ И ТЕСТИРОВАНИЕ

  Самостоятельная работа является важным средством раз вития познавательной деятельности учащихся, совершенство вания, закрепления, и практического применения знаний. Облегчает и ускоряет самостоятельную работу тестирование. Тестирование дает время на осознание того, насколько усвоен материал. То есть учащийся сам может корректировать систему своего обучения. Тестирование может с успехом применяться для текущей про верки знаний. Отсутствие трудоемкой проверки письменных работ позволя ет достаточно часто проводить кон трольные мероприятия, создавая у уча щихся ощущение тотального контроля знаний.     Педагогический опыт показал, что в сочетании с другими ви дами проверки, использование тесто вых заданий является весьма эффек тивным инструментом, стимулирую щим подготовку учащихся к каждому уроку и повышающим мотивацию к изучаемому предмету. При составлении тестов желательно соблюдать следующие рекомендации.

        1. Все ответы к данному вопросу должны выглядеть правдоподобно, за ставляя учащегося анализировать каж дый вариант ответа и выявлять в нем неточность или ошибку   

         2. Там, где это возможно, стоит при вести несколько истинных ответов, каждый из которых, являясь верным, в той или иной степени дополняет ос тальные правильные ответы.

        3. Правильное утверждение не должно быть полностью созвано оп ределению, данному в учебнике или на лекции, чтобы в нем не сразу угадывал ся правильный ответ.

        4. Желательно, чтобы варианты от ветов расчетных задач содержали не чисто случайные значения, а лишь те, которые получены при решении с вве дением типичных ошибок

        5. Вопросы по каждой теме стоит подбирать таким образом, чтобы они наиболее полно охватывали все разде лы и позволяли контролировать как ус воение учащимися теоретических зна ний, так и их навыки в решении рас четных задач.  

Компьютерные тестирующие программы к имеющимся преимуществам тестов добавляют ещё и существенную экономию времени урока. [13], [14], [15] 

2. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРОГРАММ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

В настоящее время программы контроля знаний учащихсядостаточно широко представлены в виде приложений к соответствующим обучающим программам. Рассмотрим, к примеру контролирующий раздел программы «Уроки алгебры Кирилла и Мефодия» фирмы «КМ», наиболее популярной на рынку мультимедийных средств обучения.

В начале работы с контролирующим разделом учащемуся предлагается выбрать тему теста его вид – дополнительное или итоговое тестирование (рис. 1)

Рисунок 1

Тестовые задания, предлагаемые учащимся предусматривают два вида ответа :

ввод с клавиатуры (рис. 2);

Рисунок 2

 выбор ответа из нескольких предложенных вариантов (рис. 3).

Рисунок 3

Оценивание работы учащегося и отображение правильности выполнения заданий происходит после выполнения всего теста (рис. 4)

Рисунок 4

К достоинствам данной контролирующей программы можно отнести большое разнообразие заданий не только по содержанию, но и по уровню сложности и богатый иллюстративный материал. Положительным моментом является также то, что ответ не всегда выбирается из предложенных вариантов; в некоторых заданиях варианты неизвестны и ответ нужно ввести самостоятельно с клавиатуры.

К основному недостатку рассматриваемой программы относится отсутствие отображаемой оценки правильности после каждого выполненного задания, что отрицательно сказывается на рефлексии учащимися своих действий. [30]

3. АВТОРСКАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА «TEST YOURSELF»

3.1. Описание прилагаемой к проекту программы «TestYourself»

Созданная нами универсальная компьютерная программа «TestYourself» («проверь себя») предназначена для проверки и оценивания знаний школьников средней ступени обучения по английскому и русскому языкам, литературе, истории, обществознанию, ОБЖ, кубановедению. К основному достоинству данной программы можно отнести возможность ведения систематического учёта результатов выполнения тестов в базе данных учащихся. Тестовые задания редактируются учителем в программе Microsoft Access, возможен дифференцированный подход к контролю знаний.

В начале рассмотрим интерфейс пользователя программы. В начале работы учащийся видит следующее окно (рис. 5, показано на примере английского языка, контроль применения глагола «to be»).

Рисунок 5

Учащийся выбирает вариант ответа и щёлкает по кнопке «Продолжить». При этом сменяется задание и отображается правильность выполнения предыдущего задания на счётчиках правильных и неправильных ответов.  По окончании работы учащийся вносит свои личные данные в следующую форму (рис.6).

Рисунок 6

Обращаем внимание, что поля формы «Всего сделано» и «Сделано правильно» недоступны для редактирования и предназначены для ознакомления учащихся со своим результатом.

Прилагаемый к проекту дистрибутив устанавливает программу и компоненты, необходимые для её работы (базы данных тестовых заданий task.mdb  и учеников pupils.mdb) в папку c:\Program Files\Trainer.

Учитель может ознакомиться с результатами учащихся в файле pupils.mdb.(рис.7)

Рисунок  7

Задания для теста редактируются учителем в файле task.mdb (рис.8).

Рисунок  8  

При этом графа «Правильность» кодирует ответы теста следующим образом: записывается последовательность из трёх нулей и одной единице, порядковый номер которой в записи соответствует номеру правильного ответа, например, запись «0010» означает, что правильный ответ – третий.

3.2. Обзор среды Borland Delphi и её пользовательского интерфейса

Рассмотрим основные принципы и возможности среды Delphi, использовавшиеся в создании прилагаемой к данной работе программы.

Программирование в среде Delphi строится на следующих понятиях.

Объект – базовый элемент программы, содержащий свойства и методы для определения выполняемых функций и распознавания событий, на которые этот объект может реагировать.

Событие – действие, инициирования пользователем или операционной системой, например, нажатие клавиши, щелчок мыши, получение данных из порта.

Методы – программный код, включенный в описание объекта и определяющий то, как этот объект работает с информацией и реагирует на заданные события.

Процедуры – фрагменты программы, служащие для выполнения некоторой задачи. Обычно процедуры пишутся для обработки определенного события.

Свойства – характеристики объекта, например, размер, расположение, цвет или вид шрифта. Свойства определяют отображение и поведение объекта. Они также используются для хранения данных в объекте и для получения информации от объекта.

Ключевым понятием, с которым приходится работать при создании программ в Delphi, являются повторно используемые компоненты, называемые элементами управления. Эти элементы, применяемые для создания программ, представляют собой объекты, имеющие свойства и методы и реагирующие на события. Отображение и поведение элементов управления можно контролировать посредством их свойств. Свойство, присущее всем без исключения элементам управления –Name. Оно должно быть уникальным для каждого объекта.

Первое, что видит разработчик при запуске среды Delphi, это окно New, позволяющее выбрать тип создаваемого приложения (рис. 9).

Рисунок 9

В нашей программе использовался тип проекта VCL Forms Application –  стандартное приложение Windows.

После выбора типа проекта, программист оказывается в среде разработчика, где и ведется работа по созданию приложения (рис.10).

Рисунок 10

3.3. Элементы управления Delphi, использованные для написания авторской программы

Элементы управления являются основой создаваемой программы. Они позволяют быстро и легко расширять функциональные возможности прикладных программ.

Панель элементов управления содержит все элементы управления, которые можно использовать в программе, для удобства распределённые про вкладкам в зависимости от их функционального назначения.

Выбор элемента управления осуществляется фиксацией указателя мыши на нем в панели.

Ниже кратко опишем элементы управления, применявшиеся в прилагаемой программе.

Для вывода информации и для диалога с пользователем применялся следующий набор элементов (рис. 11).

Рисунок 11

TLabel – метка. Применяется для вывода надписи. Содержание надписи задаётся свойством Caption.

TEdit – окно ввода. Служит для ввода пользователем текстовой строки, которая считывается в свойство Text.

TButton – управляющая кнопка. Реагирует на щелчок мыши (событие OnClick). Надпись на кнопке – свойство Caption.

TRadioGroup – группа радиокнопок, предназначенная для выбора пользователем одного варианта из нескольких. Номер выбранного варианта хранится в свойстве ItemIndex.

Для работы с базой данных Access применялся следующий набор элементов (рис. 12).

Рисунок 12

TADOConnection – используется для подключения базы данных. Для соединения с сервером используется свойство ConnectionString.

TADOTable – используется для получения доступа к имеющейся таблице базы данных. Для соединения используем свойства Connection и TableName.

TDataSource – используется для отображения данных из таблицы. Таблицу указываем в свойстве DataSet.

TDBGrid – используется для отображения таблицы базы данных в форме.

TDBEdit – позволяет редактировать в форме отдельные поля базы данных. [31], [32]

3.4. Сведения о Microsoft Acces, необходимые для создания прилагаемой программы.

Microsoft  Access 2007 — профессиональная программа управления базами данных. С ее помощью можно накапливать и систематизировать разнообразную информацию, искать и сортировать объекты согласно выбранным критериям. Для работы предлагаемой программы нам потребуется только возможность накопления информации и её редактирования.

Таблица тестовых заданий создаётся в режиме конструктора, поля и типы данных указываются как показано на рисунке 13.

Рисунок 13

Таблица учёта результатов учащихся создается аналогично. [17]

3.5. Практическая реализация программы «TestYourself»

Реализация данной программы видна из листинга в Приложении 1, снабжённого достаточным количеством  комментариев. Вкратце отметим, что смена заданий происходит по изменению глобальной целочисленной переменной ct.  Время выполнения теста отсчитывается с помощью элемента управления Timer.

3.6. Внедрение программы «TestYourself» в учебный процесс. (экспериментальное исследование)

В процессе работы над проектом нами было проведено анкетирование учителей истории, обществознания, русского языка и литературы, английского языка МОУ СОШ №10 с целью выяснения актуальности создания универсальной тестирующей программы. Учителям были предложены следующие вопросы.

1. Используете ли Вы в своей работе тесты?

2. Часто ли Вы используете в своей работе компьютерные программы контроля?

3. Если Вы не используете или редко используете компьютерные программы контроля, то по какой причине?

4. Будете ли вы использовать универсальную компьютерную тестирующую программу, если в ней будут устранены указанные Вами недостатки?

В результате, на первый вопрос ответили утвердительно 100% респондентов, на второй – большинство ответило «нет». В числе причин были указаны такие недостатки фирменных программ, как недостаточная гибкость, невозможность изменять учителем содержание теста, отсутствие базы данных, в которой накапливались бы результаты учеников. На четвёртый вопрос анкеты все респонденты дали положительный ответ. Таким образом, в актуальности работы не оставалось сомнений.

Программа внедрялась в учебный процесс во II четверти 2010/2011 учебного года в 5-9 классах на уроках истории, обществознания, русского языка и литературы, английского языка. Перед и после внедрения программы в течении нескольких уроков проводился хронометраж фронтального опроса соответственно традиционным методом и с применением нашей программы .

По результатам хронометража можно составить следующую таблицу и диаграмму.

Таблица 1

Диаграмма 1

Как видно из приведённой диаграммы, предлагаемая программа даёт существенную экономию времени урока. Кроме того, учителя отметили повышение интереса учащихся к своим предметам, вызванное тем, что учащийся может видеть результат своей работы непосредственно после выполнения каждого задания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы.

1. Анализ литературы и опрос учителей показывает, что тестирование является одним из эффективных способов фронтального контроля знаний учащихся на уроке практически по любым дисциплинам.

2. Использование компьютерных программ позволяет значительно сократить время опроса а так же повысить интерес учащихся к предмету.

3. Анализ рынка педагогических программных средств показывает, что имеющиеся в продаже компьютерные программы в большинстве своём не удовлетворяют запросам современных учителей. Они недостаточно гибки, не позволяют учителям редактировать содержание заданий и видеть общую картину успеваемость учащихся и не всегда дают оценку правильности после каждого выполненного задания.

4. Предлагаемая в проекте авторская компьютерная программа является достаточно эффективным средством контроля знаний учащихся по целому ряду предметов, позволяет значительно сэкономить урочное время и лишена указанных выше недостатков коммерческих программ.

Таким образом, гипотеза исследования, выдвинутая во введении, подтвердилась.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Бабанский Ю.К. Оптимизация процесса обучения : М., Просвещение, 2006. – 215 с.
2. Баранова А.С. Новые информационные технологии в преподавании математики: М., Просвещение, 2007. – 158 с.
3. Богданова Д.А. Телекоммуникации в школе // Информатика и образование. – 2007. - №2. С. 25-29.
4. Борк A. "История" новых технологий в образовании: М., Российский открытый университет, 2006.
5. Богданова С.В. Методика вариативности повышения квалификации учителей в области новых информационных технологий, дистанционого образования и информатики. Аспекты исследовательской деятельности учителей: Сборник научных трудов: М., АПК и ПРО РФ, 2007. - Вып. 1.
6. Брановский Ю.С. Введение в педагогическую информатику: Ставрополь, СГПУ, 2008. – 254 с.
7. Вильямс Р. Компьютеры в школе : М., Просвещение, 2007.- 205 с.
8. Глазов Б.И. Компьютеризированный учебник – основа новой информационно-педагогической технологии // Педагогика.- 2007. - №6. – С.35-40.
9. Гордон В.П. Компьютеры на уроке математики.//Математика в школе .- 2007. - №1. – С. 14-18.
10. Гончаров М. Д. Интернет в вопросах и ответах: М.: Наука, 2007. – 180 с.
11. Журавлев В.И. и др. Педагогика. Учебное пособие  : М., Педагогическое общество России, 2004. – 638 с.
12. Захарова И.Г. Информационные технологии для качественного и доступного образования // Педагогика. – 2008, № 1, с. 32-38.  
13. Иванов Б.Г. Проектирование компьютерных тестов // Информатика и образование. – 2007. - №5. – С. 15-20.
14. Каймин В.А., Евреинов Э.В. Информатика и дистанционное обучение: М., Научная Книга, 2005. – 230 с.
15. Клейнман Г.Б. Школы будущего : компьютеры в процессе обучения: М., Радиосвязь, 2006. – 150 с.
16. Кузин E.C. Интеллектуализация ЭВМ:   М., Высшая школа, 2007.
17. Коджешау М.А. Работа с Microsoft Access. Методическое пособие.: Майкоп, АГУ, 2009. – 126с.
18. Кузнецов А.А. Компьютерная программа и дидактика // Информатика и образование. - 2007. - N 2, с. 15-19.
19. Куприенко В.Д. Педагогические программные средства: Методические рекомендации для разработчиков ППС: М., Высшая школа, 2006. – 204 с.
20. Лиферов А.П. Образование Будущего : Глобальные проблемы: М.: Педагогический поиск, 2006. – 120 с.
21. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютерного обучения: М.: Педагогика, 2007. – 192 с.
22. Макарычев Ю.В. Школьная лекция с применением компьютера.// Информатика и образование.- 2006. - №3. – С. 25-30.
23. Минеева Т. Ф. Информатика в начальной школе. //Начальная школа. - 2008г. - №11. -с. 87.
24. Моисеева М.В. Интернет-обучение: технологии педагогического дизайна: М., ООО Издательский дом «Камерон», 2007.
25. Мухина В.С. Возрастная психология: М.: Высшая школа, 2004.  256 с.
26.  Павлова С. А. , Трофимова Р. Я. Информационно-технические средства обучения в начальной школе. //Начальная школа. 2008 -№4. -с. 110-112.
27. Попова Н. Г. Информатизация учебного процесса. // Начальная школа. -2008г. №11. -с. 71-74.
28. Протасения Е.П. Компьютерное обучение. За и против // Иностр. яз. в шк..- 2008. -№1. – С. 25-30.
29. Свириденко С.С. Современные информационные технологии: М., Радио и связь, 2005. – 156 с.
30. Уроки алгебры Кирилла и Мефодия. Способ доступа: CD-ROM ООО «Кирилл и Мефодий»,  2006.- Загл. с экрана.
31. Фленов М.  Библия Delphi : Спб, BHV-Петербург, 2008.- 450 с.
32. Фленов М.  Программирование в Delphi глазами хакера : Спб, BHV-Петербург, 2008.- 350 с.
33. Хантер Б. Мои ученики работают на компьютерах: М., Просвещение, 2007. – 132 с.
34. Хромова С.М. Использование современных информационных технологий в учебном процессе: М., Просвещение, 2007.– 158 с.
35. Цивенков Ю.М. Компьютеризация в образовании развитых стран: М., Высшая школа, 2008. – 158 с.
36. Шпак, О.В. Информационные технологии как средство управления познавательной деятельностью учащихся. / О.В. Шпак, О.А. Медведева // Искусственный интеллект в XXI веке: Материалы III Всероссийской научно-технической конференции. – Пенза: Изд-во «Приволжский дом знаний»,2007. – С. 31-33.
37. Шпак, О.В. Использование информационных технологий в организации самостоятельной работы учащихся. / О.В. Шпак // Рациональные пути решения социально-экономических и научно-практических проблем региона: Материалы региональной научно-практической конференции Часть II. - Черкесск: Изд-во КЧГТА, 2007.- С. 97-99.
38. Штеменко В.П. Мультимедиа в современной школе: М., Просвещеиие, 2007. – 178 с.