Розробка комп’ютерного тренажеру

Застосування програмних засобів розставляє особливі акценти між психологічною і ергономічною підтримкою дидактичних цілей. Психологічна природність відповідно до вікових можливостей користувача найтіснішим образом зв'язана з забезпеченням таких, ергономічних вимог, як сприйняття інформації, виділення особливих зон для особливої інформації і т.п. Будь-яка розробка програмного забезпечення містить у собі задачу проектування діяльності майбутнього користувача створюваної системи. У практиці автоматизації питання проектування діяльності майбутнього користувача звичайно вирішуються стихійно, у кращому випадку на основі досвіду авторів системно-технічного забезпечення, а найчастіше виходячи з випадкових розумінь. Більш того, проект діяльності користувача не входить до складу документації на автоматизовану систему, не є закінченим продуктом її розробки. І як наслідок відсутні психологічно і ергономічно обґрунтовані рішення.

Варто враховувати індивідуальні розходження користувачів, зокрема передбачати можливість одержання інформації різного ступеня подробиці.

При виборі форм представлення інформації на екрані комп'ютера необхідно виходити не тільки зі змісту навчальної діяльності, але і з тих можливостей, що надає комп'ютер для реалізації ефективних стратегій рішення і досягнення таких цілей, що при «ручній» технології виявляються недосяжними.

У зв'язку з особливим ритмом спілкування людини з ЕОМ особливу роль здобуває проблема розуміння текстів. Це стосується не тільки розуміння текстів програм, але і розуміння тих текстів, що пред'являються користувачеві на екрані комп'ютера. Необхідно досліджувати, як здобуваються нові навички й уміння при використанні такого нового засобу, як комп'ютер.

У сучасних програмних засобах використовується ряд прийомів для виділення частини інформації на екрані: переструктурування інформації і виділення зон, вікон для виділюваної частини інформації, а також інверсне зображення для частини інформації і різних ефектів, що залучають увагу користувачів (мелькання й ін.). Використання цих прийомів повинне бути психологічно обґрунтоване особливо для програмних засобах, функціонально обумовлено і ергономічно.

Особливо критично висунуті вимоги, прикладені до інтерфейсів користувача навчальних програм, що обумовлено такими чинниками: на екрані комп'ютера користувальницький інтерфейс й учбово-методичне наповнення програми повинні представляти єдине ціле, при цьому самі елементи оформлення й навігації не повинні відволікати увагу учня від основного матеріалу. Певне значення надають не тільки формі, кольору, інтуїтивній зрозумілості піктограми, але й загальній кількості рівноцінних елементів на екрані. Наприклад, якщо число однакових кнопок навігаційної панелі не перевищує 6-7, користувач здатний швидко «зафіксувати» їх у пам'яті й звести користування ними до автоматизму [9-10].

Засвоєння навчального матеріалу учнем обумовлюється значним впливом утоми на самопочуття. Навантаження ж на зір учня при роботі з комп'ютером значно вище ніж, наприклад, при роботі із книгами при денному освітленні. Стомлення, що наступає досить швидко, може призвести не тільки до зниження уваги й засвоєння навчального матеріалу, але й до зниження гостроти зору, тим більше в підлітковому віці. Шляхи подолання цієї проблеми ми бачимо в наступному:

• Розміри елементів: активні елементи повинні бути досить великі, тому що, при наявності дрібних значків на екрані, користувач інтуїтивно наближається до монітора, навіть якщо він їх чітко бачить;
• Візуальне сприйняття елементів програми: всі елементи програми, з якими ведеться одночасна робота, повинні перебувати в поле зору користувача (блукання поглядом по всьому екрані - перша причина настання стомленості очей);
• Зручність: зручний інтерфейс заощаджує час того, хто навчається, а виходить, у цілому він буде проводити біля комп'ютера менше часу;
• Якість кольорової гамми: правильно обрана кольорова гама інтерфейсу також сприяє зниженню стомленості зору при роботі.

За сучасних умов можливості сучасної комп'ютерної техніки, досвіду й засобів розробки дозволяють змоделювати на екрані будь-який процес, сцену, інтерактивні плоскі й тривимірні моделі, діаграми, графіки, схеми. Однак розроблювачі такого ілюстративного матеріалу зштовхнулися із новою проблемою - так називаною «проблемою вірогідності». З огляду на те, що в повсякденному житті сучасний людина щодня зіштовхується з великою кількістю віртуальних ефектів. В засобам масової інформації : на телебаченні, у кіно, у комп'ютерних іграх використається величезна кількість комп'ютерних моделей, схожих з тими, які застосовуються при створенні ілюстрацій для навчальних програм. І зробити так, щоб процес, не видимий неозброєним оком, але змодельований і продемонстрований на комп'ютері, не викликав у того, хто навчається аналогій з ігровою програмою, фільмом про чаклунів, серйозне завдання для сучасного розроблювача дизайну для навчальних програм.

РОЗДІЛ ІІ

ОПИС РОЗРОБКИ КОМП’ЮТЕРНОГО ТРЕНАЖЕРУ   «МИСТЕЦЬКА ГАЛЕРЕЯ»

1. Вибір програмного засобу для розробки комп’ютерного тренажеру

Програмна реалізація таких складних програмних продуктів, як електронні засоби навчального або освітнього призначення, електронні підручники, експертні та інтелектуальні навчальні системи, здійснюється за допомогою мов програмування високого рівня. З появою візуальних і об'єктно-орієнтованих засобів розробки VisualBasic, Borland Delphi і С++Builder процес створення навчальних програм істотно спрощується. Цей метод, званий також методом прямого програмування, надає найбільшу свободу розробникам, проте програмувати все доводиться «з нуля» [20].

Серед сучасних мов програмування: мов процедурного програмування (Фортран, Паскаль, Бейсик), декларативних мов програмування (Лисп, Пролог), об’єктно-орієнтованих візуальних мов програмування (Visual Basic, Visual C + + і Visual J, C + + Builder, Delphi і JBuilder) для програмування педагогічних програмних засобів широко використовують мови програмування, які представляють парадигму візуального об’єктно-орієнтованого програмування [31].

Об’єктно-орієнтовані візуальні мови програмування являють собою інтегровані середовища розробки, які містить набір інструментів, що полегшують і прискорюють процес розробки додатків. Причому процес розробки полягає не в написанні програми (програмного коду), а в проектуванні програми. Програмний додаток формується засобами графічного редагування (компонування), що дозволяє звести процес створення програмного коду до мінімуму [25].

Будь-який додаток, написаний на об’єктно-орієнтованій візуальній мови програмування, являє собою сукупність об'єктів, наприклад, форм, командних кнопок, текстових полів тощо [29]. Кожен об'єкт характеризується: властивостями; методами; подіями. Властивості визначають характерристики об'єкта (колір, положення на екрані, стан об'єкту). Методи — це дії або завдання, які виконує об'єкт (те, що можна робити з об'єктами). Програмний код майже завжди прив'язується до якого-небудь події, яка є сигналом до початку роботи програми. Наприклад, клацання миші по якомусь об'єкту екранної форми; завантаження нової екранної форми; переміщення покажчика миші вздовж смуги прокрутки; натискання будь-якої клавіші на клавіатурі. Зазвичай проектується екранна форма, потім встановлюються події, які відбуватимуться в працюючому додатку, і тільки потім програмуються дії, пов'язані з цими подіями. Таким чином, подія — це характеристика класу об'єкта, яка описує зовнішній вплив, на який реагує об'єкт цього класу під час роботи програми [27]. Розглянемо особливості програмування у найбільш поширених нині візуальних об’єктно-орієнтованих мовах програмування, які позиціонують себе як об'єктно-орієнтоване середовище для візуального проектування програмних додатків: Visual C++, Delphi і Visual Basic.

C++Builder є середовищем швидкої  розробки додатків. В основу системи  швидкої розробки (RAD-система, Rapid Application Development — середовище швидкої розробки додатків) покладена технологія візуального проектування і програмування подій, суть якої полягає в тому, що середовище розробки бере на себе більшу частину роботи з генерації коду програми, залишаючи програмісту роботу з конструювання діалогових вікон і написанню функцій обробки подій. Продуктивність програміста при використанні RAD систем істотно збільшується. Інтегроване середовище C++Builder забезпечує швидкість візуальної розробки, продуктивність повторно використовуваних компонентів у поєднанні з потужністю мовних засобів C++, вдосконаленими інструментами та різномасштабними засобами доступу до баз даних. Візуальне спадкування форм втілює найважливіший аспект об'єктно-орієнтованого програмування в зручному для користування інструменті візуального проектування. Характеристики нової форми додатку можуть бути успадковані від будь-якої іншої існуючої форми, що забезпечує централізовану репродукцію змін користувацького інтерфейсу, полегшує контроль за кодом і зменшує часові витрати на запровадження нових атрибутів. С++Builder може бути використаний там, де потрібно підвищити швидкодію і додати призначеному для користувача інтерфейсу ознаки професійного рівня [49].

Borland Delphi — це нащадок  мови програмування Рascal. Одним із аргументів проти Delphi є порівняно великий розмір коду, який компілюється, тобто виконуваного файлу, але іноді цей недолік може стати перевагою Delphi, коли великий розмір файлу визначає незалежність програмного коду від операційної системи, точніше, від бібліотек, модулів тощо [45]. У порівнянні із Borland C++Builder розмір ехе- файла, отримуваного на Delphi, порівняно невеликий, і до того ж, можна гарантувати, що цей виконуваний файл працюватиме на різних комп’ютерах, тоді як у випадку C++Builder не можна бути впевненим. Існує багато випадків, коли програма, написана на С++, під час тестування на одному комп’ютері (на тому, де програма була написана) працювала, а за встановлення на інший комп’ютер не працювала внаслідок відсутності DLL бібліотеки [32].

Visual Basic. Програмний засіб розробки програмного забезпечення, який розробляється корпорацією Microsoft і включає мову програмування і середовище розробки. Мова Visual Basic успадкувала стиль і частково синтаксис свого предка — мови Бейсік. У той же час Visual Basic поєднує у собі процедури та елементи об'єктно-орієнтованих та компонентно-орієнтованих мов програмування [33]. Середовище розробки Visual Basic містить інструменти для візуального конструювання користувацького інтерфейсу, що є важливим для програмування педагогічних програмних засобів. Visual Basic являє собою інтегроване середовище розробки, яке містить набір інструментів, які полегшують і прискорюють процес розробки додатків. Причому процес розробки полягає не в написанні програми (програмного коду), а в проектуванні програми. Програма формується засобами графічного редагування (компонування), що дозволяє звести процес створення програмного коду до мінімуму. Як і у всіх сучасних системах візуального проектування, в Visual Basic застосовується об'єктно-орієнтований підхід до програмування. Будь-який додаток, написаний на Visual Basic, являє собою сукупність об'єктів [24]. Середовище розробки Visual Basic містить інструменти для візуального конструювання користу-вацького інтерфейсу, що є важливим для програмування педагогічних програмних засобів [27]. Переваги мови Visual Basic 6.0: Visual Basic вигідно відрізняється від інших мов програмування своєю простотою і наочністю; Visual Basic підтримує всі оператори структурного програмування (if, while, for); Visual Basic максимально спрощує створення інтерфейсу майбутніх додатків, у той час як в інших мовах доводиться докласти зусиль [28]. Наявні недоліки мови, такі як: не повністю реалізоване успадкування класів; складнощі у роботі із деякими API-функціями; відсутність у мові покажчиків; неможливість написати і створити звичайну DLL-бібліотеку — можна створювати тільки Active X-DLL бібліотеки, не перешкоджають виконанню поставленого технічного завдання, тому як програмний засіб розробки тренажеру було обрано середовище розробки Visual Basic. З огляду на вище зазначене, як програмний засіб розробки комп’ютерного тренажеру «Мистецька галерея» було обрано середовище розробки Delphi 7.0.

2. Технічне завдання на розробку комп’ютерного тренажеру

Технічне завдання — вихідний документ для створення програмного продукту відповідно до якого проводиться виготовлення, приймання при введенні в дію та експлуатація відповідного об’єкту. Технічне завдання визначає вимоги та порядок створення комп’ютерного тренажеру «Мистецька галерея» для студентів філологічного факультету і факультету мистецтв та художньої освіти МДПУ ім. Богдана Хмельницького.

Комп’ютерний тренажер може бути застосований в навчальному процесі на філологічному факультеті і факультеті мистецтв та художньої освіти, а також для індивідуального тренування широким колом користувачів.

Авторський колектив:

Брянцева Г.В., науковий керівник;

Брянцев О.А., технічний курівник;

Суховій П.О., виконавець.

Комп’ютерний тренажер призначений для організації навчальної діяльності студентів на філологічному факультеті і факультеті мистецтв та художньої освіти МДПУ ім. Богдана Хмельницького, які навчаються за спеціальністю «Мистецтво». Його метою є підвищення рівня навчальної діяльності студентів. Застосування комп’ютерного  тренажеру в навчальному процесі впливає на рівень сформованості у студентів творчого мислення.

Основні вимоги, яким має задовольняти комп’ютерний тренажер, є такі:

• Наявність елементів інтерфейсу, які дозволяють розпочати і відповідно завершити роботу з комп’ютерним тренажером.

• Організувати через відповідні елементи інтерфейсу доступ до декількох видів столів.

• Лічильник правильних відповідей

• Інтуїтивно зрозумілий і зручний у користуванні інтерфейс.

• Автономність комп’ютерної програми з клавіатурним тренажером, її запуск не передбачає наявності на комп'ютері кінцевого користувача спеціальних програмних засобів, окрім операційної системи.

• Розміри програми не перевищують 10 Мб і програма являє собою .ехе-файл, встановлюється на комп’ютер за копіювання .ехе-файлу і не вимагає спеціальної інсталяції.

Дизайн комп’ютерного тренажеру має створювати умови для зручного перегляду і сприймання інформації. Вимоги до дизайну:

• Зручне і швидке читання текстової інформації. Текстова інформація (текстові назви) має бути набрана зручними у читанні літерами.

• Виважене кольорове візуальне рішення, яке одночасно задовольнятиме двом вимогам: буде акцентованим — реалізоване за принципами двоколірної протилежної гармонії.