Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий Баранова Евгения Васильевна

Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий
<
Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Баранова Евгения Васильевна. Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий : Дис. ... д-ра пед. наук : 13.00.02 : СПб., 2000 334 c. РГБ ОД, 71:01-13/27-7

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Информационные, социальные и педагогические основы применения формальных методов для проектирования процесса обучения информационным технологиям 14

1.1 Развитие общества в условиях интенсификации информационных процессов 14

1.2 Современные информационные технологии, тенденции и перспективы их развития 22

1.3 Анализ зарубежного опыта обучения средствам информационных технологий и их применения как средств обучения 32

1.4 Анализ применения формальных аппаратов кибернетики и информатики для решения дидактических задач при обучении информатике (в отечественной педагогике) 51

Глава 2. Методология объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий (теоретические основы) 68

2.1 Методология объектно-ориентированного проектирования как основа современной технологии разработки программных систем 68

2.2 Применение общих принципов объектно-ориентированно проектирования к построению объектной модели содержания обучении средствам информационных технологий 8;

2.3 Понятийный аппарат объектно-ориентированного проектировании содержания обучения средствам информационных технологий

2.4 Система стратегий объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий

Глава 3. Применение объектно-ориентированного проектирования содержания обучения информационным технологиям 125

3.1 Объектно-ориентированное проектирование содержания обучения электронным таблицам (на примере MS Excel) - пользовательский аспект 125

3.2 Объектно-ориентированное проектирование содержания обучения системам управления базами данных (на примере MS Access) - пользовательский аспект 151

3.3 Объектно-ориентированное проектирование содержания обучения средам программирования (на примере среды Delphi и СУБД Paradox) - профессиональный аспект 162

3.4 Объектно-ориентированное проектирование многоуровневой системы задач 195

Глава 4. Практика использования объектных моделей средств информационных технологий в процессе обучения 231

4.1 Применение объектных моделей в процессе обучения средствам информационных технологий - пользовательский аспект (на примере MS Excel и MS Access) 231

4.2 Применение объектных моделей в процессе обучения средствам информационных технологий - профессиональный аспект 256

4.3 Объектно-ориентированное проектирование процессов управления обучением в ВУЗе и его использование при внедрении автоматизированных систем управления 279

Заключение 304

Библиография 305

Приложения 331

Введение к работе

Актуальность исследования. Для современного этапа развития общества характерны следующие факторы: возрастание роли информации в процессе развития природы и общества; создание более совершенных информационных технологий; стремление к интенсификации информационных процессов; усиление значение фактора управления; возрастание в процессе развития роли самосовершенствования, самоорганизации и системного подхода; усиление внимания к процессам управления, эффективности процессов принятия решения.

Факторы нарастания темпов развития, ускорения прогресса, сокращения длительности управленческих циклов вследствие интенсификации информационных процессов являются одними из самых существенных в социальном плане. В этих условиях социум предъявляет высокие требования к индивидууму.' гибкость, адаптивность к современным изменяющимся условиям, самосовершенствование, осознание индивидуумом целей развития общества, соотнесение целей развития общества с личными целями.

В эпоху стремительно возрастающей скорости инноваций и технической перестройки необходимо совершенствование системы образования. Об этом указывается не только в исследованиях ученых-педагогов, но и нормативных документах. Актуальна разработка инновационных педагогических технологий, обеспечивающих достижение целей обучения оптимальным образом, с учетом «социального» заказа и профессиональных интересов и личностных особенностей обучаемых (Беляева А.П., Извозчиков В.А., Радионова Н.Ф., Селевко Г.Н., Сластенин В.А., Стефанова Н.Л., Тря-пицынв А.П. и др.).

Отличительная черта современного этапа - поиск педагогами- исследователями способов применения формальных методов для описания процесса обучения с использованием аппаратов системного анализа, ки-

бернетики, синергетики, с учетом, развитием и расширением понятии, принципов и достижений дидактики.

Во многих педагогических исследованиях рассматриваются вопросы, связанные с проектированием технологии обучения, и подчеркивается значимая роль аппаратов кибернетики и информатики в этом процессе (Боро-ненко ТЛ., Власова Е.З,, Готская И.Б., Лапчик МЛ, Роберт И.П., Стефано-ва Н.Л., Швецкий MB. и др.). Однако отмечается открытость этой проблемы, необходимость дальнейших исследований, которые бы позволили эффективно использовать достижения информационных технологий при проектировании процесса обучения.

Вышесказанное определяет актуальность направления исследования.

В рамках курсов информатики и методики обучения информатике в педвузе предполагается обучение студентов современным технологиям и системам программирования, пользовательским средам и пакетам и методике их обучения. Очевидно, целесообразно при отборе содержания обучения и разработке методики обучения той или иной среде иметь в виду подходы, которые применялись разработчиками при ее создании.

Учебный предмет информатики неразрывно связан с информационными технологиями, наиболее динамично развивающимся ресурсом мирового сообщества. В процессе обучения информатике это проявляется в постоянном обновлении версий изучаемых средств информационных технологий, появлении новых пользовательских сред и систем программирования, неизвестных учителю.

В связи с этим можно определить, с нашей точки, зрения одну из важнейших проблем подготовки специалистов в области обучения информатике: система подготовки должна обеспечивать такой уровень, который позволил бы учителям в своей будущей профессиональной деятельности быстро адаптироваться к инновациям в области информационных техноло-

гий, даже быть всегда готовым вести занятия по программе отличной в корне от той, по которой учили его.

Объектно-ориентированное проектирование - аппарат, позволяющий эффективно структурировать содержание обучения средствам информационных технологий в соответствии с современными тенденциями в их развитии и принципами, положенными в основу преобразований образовательной системы. Вышесказанное определяет актуальность исследования.

Теоретико-методологическая база исследования основана на работах:

Абдеева Р.Ф., Моисеева Н.Н., Ракитова А.И., Урсул А.Д. и др., в исследованиях которых с философских позиций рассматриваются состояние, противоречия, тенденции развития системы образования в условиях современного информационного общества;

Бабанского Ю.К., Беспалько В.П., Бордовского Г.А., Гершунского Б.С., С.Г. Григорьева, Извозчикова В А., Лаптева В.В., Машбица Е.И., Разумовского В.Г., Роберт И.В., Румянцева И.А., Хамова Г.Г. и др., которые заложили теоретические и методологические основы информатизации образования;

Ершова А.П., Бешенкова С.А., Бороненко Т.А., Гейна А.Г., Готской И.Б., Извозчикова В.А., Кузнецова А.А., Кузнецова Э.И., Лапчика М.П., Пугача В.И., Румянцева И.А., Шапкина В.В., Швецкого М.В. и др, в работах которых исследуются проблемы подготовки учителей информатики;

Беляевой А.П., Власовой Е.З., Извозчикова В. А., Казаковой Е.И., Радионовой Н.Ф., Роберт И.В., Сластенина В.А., Стефановой Н.Л., Тря-пицыной А.П., посвященных исследованию сущности педагогических технологий;

-Анисимова В.И., Братчикова И.Л., Воробьева В.И., Румянцева И.А., Советова Б.Я. в работах которых рассматриваются проблемы обучения теории и практике современной информатики в высшей школе;

-Буча Г., Рамбо Д., Коада П., заложивших теоретические основы объектно-ориентированного проектирования.

Цель исследования: разработка теоретических основ и технологии объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий.

Объект исследования: обучение средствам информационных технологий в условиях интенсификации информационных процессов.

Предмет исследования: объектно-ориентированное проектирование содержания обучения средствам информационных технологий.

Концепция исследования заключается в использовании объектно-ориентированного проектирования как теоретической основы для разработки методологии и технологии эффективного структурирования содержания обучения средствам информационных технологий в условиях интенсификации информационных процессов. Обоснованность такого подхода определяется

  1. основополагающей ролью объектно-ориентированного подхода при разработке современного системного и программного обеспечения, что создает условия для его использования как инструмента структурирования содержания обучения средствами адекватными предметной области обучения в условиях быстрых темпов ее развития;

  2. сущностью аппарата объектно-ориентированного проектирования, определяющей возможность представления знаний в форме, характеризующейся признаками обобщенности, однозначности, непротиворечивости, технологичности, модульности.

Теоретические основы объектно-ориентированного подхода используются для разработки методологии и технологии объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий, обеспечивающих структурирование и пред-

ставление содержания обучения адекватно предметной области и в соответствии с требованиями ведущих принципов дидактики.

Данная концепция позволяет построить следующую гипотезу исследования:

если 1) выделить принципы объектно-ориентированного проектирования, создающие объективные предпосылки для его эффективного использования как инструмента структурирования содержания обучения средствам информационных технологий; 2) разработать теоретические основы объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий,

то это позволит разработать технологию объектно-ориентированного проектирования содержания обучения студентов педагогических вузов и учителей информатики средствам информационных технологий, обеспечивающую представление содержания обучения в соответствии с современными принципами дидактики и адекватно предметной области в условиях быстрых темпов ее развития.

В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой определены следующие задачи исследования:

  1. На основе анализа концепции объектно-ориентированного проектирования сформулировать принципы, создающие объективные предпосылки для его использования как инструмента структурирования содер-жания обучения средствам информационных технологий.

  2. Разработать и обосновать понятийный аппарат объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий.

  3. На основе теоретического аппарата разработать технологию объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий:

1). описать этапы процесса проектирования;

2) разработать систему стратегии для реализации этапов процесса
объектно-ориентированного проектирования содержания обучения;

3) описать способы представления результатов объектно-
ориентированного проектирования содержания обучения средству инфор
мационных технологий.

  1. Применить разработанную технологию для построения совокупности объектных моделей содержания обучения средствам современных информационных технологий.

  2. Апробировать технологию объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий в процессе обучения.

На зашиту выносятся следующие положения:

  1. Следующие принципы процесса объектно-ориентированного проектирования, создают объективные условия для его эффективного использования в качестве инструмента проектирования содержания обучения средствам информационных технологий: технологичность; соответствие объектного подхода современным тенденциям в области разработки программных систем и средств; открытость и гибкость модели; естественность объектно-ориентированного подхода.

  2. Теоретические основы объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий: основные понятия (объектно-ориентированное проектирование содержания обучения средству информационных технологий; объектная модель содержания обучения средству информационных технологий), система стратегий для реализации процесса проектирования содержания обучения; результаты объектно-ориентированного проектирования содержания обучения.

  3. Технология объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средству информационных технологий, определяющая

этапы процесса проектирования: определение значимых функции, предлагаемых к изучению; определение на основе системы стратегий классов, предлагаемых к изучению; определение областей компетенции выделенных классов; представление результатов проектирования в виде диаграмм классов, диаграмм объектов, таблиц компетенций и отношений; сценариев взаимодействия классов объектов; спецификаций. Разработанная технология обеспечивает представление содержания обучения в соответствии с современными принципами дидактики и адекватно предметной области в условиях быстрых темпов ее развития, характеризуется воспроизводимостью и возможностью диагностичной постановки целей обучения и проверки степени их достижения.

4. Совокупность объектных моделей, как результатов объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий, применение которых обеспечит представление содержания обучения в соответствии с современными принципами дидактики и адекватно предметной области в условиях быстрых темпов ее развития.

Научная новизна исследования характеризуется следующими результатами: обоснована целесообразность использования объектно-ориентированного проектирования как эффективного инструмента структурирования содержания обучения средствам современных информационных технологий; теоретические и практические составляющие объектно-ориентированного подхода (процесс объектного проектирования, объектные модели, технология объектно-ориентированного проектирования) применяются в исследовании в новом аспекте - для проектирования процесса обучения информационным технологиям, обеспечивающего представление предметной области обучения в соответствии с современными тенденциями ее развития; на базе объектного подхода

разработаны объектные модели содержания обучения средствам информационных технологий.

Теоретическая значимость исследования заключается в разработке теоретических основ объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий (разработке и обосновании понятийного аппарата, описании этапов процесса проектирования, способов представления результатов объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средству информационных технологий). На основе данного аппарата разработана технология объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий.

Практическая ценность

Технология объектно-ориентированного проектирования содержания обучения основанная на вышеуказанных принципах, позволяет разрабатывать объектные модели, адекватно представляющие содержание обучения средствам информационных технологий в условиях быстрых темпов их развития. Разработанная совокупность объектных моделей содержания обучения различным средствам информационных технологий может служить основой для соответствующих учебных курсов, учебно-методических материалов, учебных пособий. Разработанные примеры объектных моделей используются при автоматизации управления учебным процессом.

Методы исследования

В диссертации использованы методы математического моделирования, теории систем, теории управления, педагогики.

Апробация

Теоретические положения обсуждались на международных, всероссийских, межрегиональных, межвузовских конференциях (Москва, Санкт - Петербург, Воронеж, Тверь), Герценовских чтениях; Международной конференции «Информационные технологии в естественно-

научном и математическом образовании»(С.-П., 2000); научной конференции посвященной 275-летию РАН (С.-П., 1999г.); YII международной конференции-выставки «Информационные технологии в образовании» (М.,1998); международной научной конференции «Информатика - современное состояние и перспективы развития» (1998г.); второй Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы непрерывного педагогического образования» (С.-П., 1996); межвузовской научно-практической конференции «Актуальные проблемы информатизации в образовании» (СПб., 1995г.); IV международной конференции «Региональная информатика» (С.-П., 1995); международной конференции «Подготовка преподавателей математики и информатики для высшей и средней школы» (М., 1994г.); межвузовской конференции «Современные проблемы преподавания математики» (СПб., 1993г.); международной конференции молодых ученых и специалистов (Воронеж, 1992г.).

Внедрение результатов осуществлялось в период с 1992-2000 годы.

1). Результаты исследования внедрены в учебный процесс в РҐТТУ им. А.И. Герцена в рамках курсов и спецкурсов «Языки и методы программирования», «Алгоритмизация и основы программирования», «Программное обеспечение ЭВМ», «Современные информационные технологии», «Объектно-ориентированное проектирование и программирование»; при руководстве аспирантскими и дипломными исследовании по кафедре ИВТ, при обучении информатике школьников старших классов и учителей информатике.

2). Результаты исследования использовались при разработке и внедрении автоматизированных систем управления учебным процессом для различных структурных подразделений РГПУ им. А.И. Герцена (автоматизированные системы «Учебная часть», «Деканат», «Аспирантура» и

др.)-

*

*

Публикации.

Основные результаты опубликованы в 43 печатных работах.

*

Развитие общества в условиях интенсификации информационных процессов

Развитие представлений о роли и значении для современного общества информатики, кибернетики, синергетики, экологии, микроэлектроники и других новых наук - одна из характерных особенностей современной эпохи - эпохи научно-технической революции (НТР).

Это развитие, начавшееся в 50-60 годах ХХ-го столетия, сказалось, как на становлении этих наук, так и на многих сферах деятельности человека: промышленное производство, научные исследования, образование, социальные проблемы и др. Оно привело также к необходимости учитывать такие факторы в этих системах, как самоорганизация, саморазвитие, системность и управление.

Для современного этапа развития общества характерны следующие факторы и задачи: [2,199, 200, 217, 232]:

— Компьютеризация процессов в различных областях деятельности человека, ускоряющая принятие решений, оптимизирующая их сущность.

— Возрастание роли информации в процессе развития природы и общества, необходимость усовершенствования средств ее получения (отбора), накопления, обработки и целенаправленного применения.

— Возрастающая роль информации и энтропии как характеристик сущности происходящих процессов.

- Создание более совершенных информационных технологий, переход от чисто информационных к компьютерным интегрированным производствам, дальнейшее совершенствование информационной базы.

- Стремление к интенсификации информационных процессов: увеличение скорости передачи сообщений, увеличение объема передаваемой информации, ускорение обработки информации и ее внедрения, более полное использование обратных связей, наглядное отображение информации, рост технической оснащенности управленческого труда.

- Стремление к более эффективному использованию человеческого потенциала, создание соответствующих материальных условий, благоприятного психологического климата.

- Преумножение возможностей умственной деятельности человека путем передачи ряда вычислительных, контрольных и управленческих функции ЭВМ.

- Совершенствование информационных технологий (ИТ), создание компьютерных интегрированных производств (КИП).

- Совершенствование информационных языков, учитывая историю их становления: разговорный язык, речь, письменность - язык науки (стремление к структуризации и формализации) -» метаязык (использование наиболее общих законов природы и общества).

- Усиление значение фактора управления, путей его совершенствования,

- Возрастание в процессе развития роли самосовершенствования, самоорганизации и системного подхода; значение учета отклонения параметров системы от нормы.

- Усиление внимания к процессам управления, эффективности процессов принятия решения.

Осмыслить с точки зрения философии все рассмотренные процессы, понятия, факторы, в условиях их постоянного изменения; объединить их в систему - необыкновенно сложная задача. Известная монография «Философия информационной цивилизации» академика Р.Ф. Абдеева имеет именно такую направленность.

Мир, в интерпретации Р.Ф. Абдеева, - глобальная самоорганизующаяся система, живущая по нелинейным законам [2, с. 13]. Проявления самоорганизация в человеческом обществе вьивляются в: возрастании приоритета общечеловеческих ценностей, природосбережении, разоружении, интеграции государств.

Обобщение достижений философской науки с учетом положений современной информатики позволяет сделать следующие выводы [2]:

- сущность процесса развития заключается в целенаправленном накоплении информации с последующем ее упорядочением, структурализа-цией [2, с. 43];

- процесс развития в человеческом обществе складывается из великого множества контуров управления и (или) самоуправления. Каждый такой контур представляет собой целенаправленный информационно-управленческий процесс, состоящий из управляемого объекта и управляющего субъекта, замкнутых прямой и обратной информационными связями [2, с. 37];

- истоки активности системы связаны с исходными моментами любого управленческого процесса - с целевой функцией и отклонением. Без отклонений нет информации и процесса управления, нет развития. По выражению академика П.К. Анохина «Само отклонение от нормы служит стимулом возвращения к норме» [2, с. 39];

- система вне среды не может быть активной, ибо только взаимодействие со средой, возникающие при этом отклонения, противоречия создают необходимое условие активности системы, ее самодвижение в направлении самосохранения [2, с. 39];

- любого типа упорядоченность возникает в результате какого-либо воздействия окружающей среды на систему, которая приспосабливаясь к изменяющимся условиям, накапливает полезную для себя информацию [2, с 39];

- механизм управления есть закономерно возникшая в процессе эволюции специфически организованная форма движения материи, заключающаяся в целенаправленном многоцикличном преобразовании информации в двух взаимосвязанных, замкнутых обратными связями (ОС) контурах и функционально реализующая как сохранение устойчивости управляемого объекта системы (1 контур ОС), так и дальнейшее повышение уровня ее организации (или создания новых структур) путем отбора и накопления информации (во 2 контуре ОС). 47.

Методология объектно-ориентированного проектирования как основа современной технологии разработки программных систем

Быстрое развитие в последнее двадцатилетие аппаратных и программных средств информационных технологий, накопление опыта в области разработки системного и прикладного программного обеспечения создали объективные предпосылки для проектирования, реализации и внедрения сложнейших систем, предназначенных для автоматизации различных сфер человеческой деятельности с помощью средств вычислительной техники. В то же время все возрастающая сложность проектируемьк систем безусловно требует для их эффективного построения формальных аппаратов и основанной на них технологии, которая бы позволила

-уменьшить уровень «ошибочности» за счет наличия достаточно строгой модели, описывающей составляющие и поведение проектируемой системы;

-упростить процесс внесения изменений в проект с сохранением его «правильности» в смысле выполнения специфицированных функций;

-обеспечить возможность работы команды программистов [78];

-обеспечить возможность обмена информацией о проекте на различных стадиях его развития в форме, гарантирующей однозначность и адекватность цели (в смысле полноты описания составляющих и деталей поведения системы);

-автоматизировать этапы проектирования.

Объектное проектирование - новая технология, которая пытается дать ответ на поставленные вопросы. «...Объектный подход зарекомендовал себя как унифицирующая идея всей компьютерной науки, применимая не только в программировании, но и также в проектировании интерфейса пользователя, баз данных и даже архитектуре компьютеров. Причина такой широты в том, что ориентация на объекты позволяет нам справляться со сложностью систем разной природы» [79].

Уровень сложности современных систем, с учетом их целевых функций, требует их декомпозиции на этапе проектирования, т.е. разделения системы на меньшие подсистемы, каждую из которых можно детализировать и разрабатывать автономно [79].

Технология структурного программирования предполагает алгоритмическую декомпозицию - «разделение алгоритмов, где каждый модуль системы выполняет один их этапов общего процесса» [79, с.ЗЗ]. Способ графического представления алгоритмов, составляющих систему, общеизвестен - это блок-схемы. Блок-схемы отображают связи между различными функциональными элементами системы.

Ядро объектно-ориентированного проектирования - объектно-ориентированная декомпозиция - позволяет представить мир как «совокупность автономных действующих лиц, которые взаимодействуют друг с другом, чтобы обеспечить поведение системы, соответствующее более высокому уровню»[79].

Объектная декомпозиция имеет ряд преимуществ над алгоритмической: уменьшает размер программной системы «за счет повторного использования общих механизмов» [79], позволяет более просто вносить изменения и отслеживать поведение системы.

Проблемам объектно-ориентированного проектирования и программирования посвящено большое количество исследований (как теоретической, так и практической, прикладной направленности) зарубежных и отечественных специалистов в области средств информационных технологий. Существуют различия в подходах к формированию понятийного аппарата, технологиях построения объектных моделей, формах графического представления составляющих моделей [79, 261, 262, 263, 264, 284, 289], однако мнения различных ученых по поводу концептуальных, основополагающих положений объектно-ориентированного анализа, проектирования и программирования совпадают. Расхождения во взглядах и подходах, отсутствие устоявшихся определений для некоторых основополагающих понятий обусловливаются сравнительной новизной данного направления информатики как науки:

-первые публикации по данной тематике относятся к 1980 - 1981 гг.;

-формирование этого направления как научного со своим понятийным аппаратом и концептуальными положениями началось в 1990 годах и продолжается до сих пор;

Объектно-ориентированное проектирование содержания обучения электронным таблицам (на примере MS Excel) - пользовательский аспект

Применим технологию объектно-ориентированного проектирования для построения модели содержания обучения работе в среде MS Excel.

Приведем сначала неформальные соображения по анализу предметной области обучения - электронных таблиц MS Excel.

Основное назначение электронной таблицы - автоматизировать рас четы с привлечением средств разного уровня: от простейших формул до процедур поиска решений и т.д.[23, 27, 33, 140, 176, 177]. Первичный класс

-таблица. Значимые функции реализуются через операции над таблицами (создать) открыть, закрыть и т.д.) и над составляющими таблицы - фрагментами. Фрагменты бывают трех типов строка, столбец и интервал.

Почему это разные классы объектов? Они по-разному именуются, различаются некоторые свойства и методы.

Что их объединяет? Каждый из них включает конечную совокупность ячеек («контейнер» ячеек).

Класс объектов «Ячейка» представляет собой в рассматриваемой модели класс элементарных объектов: все действия производятся либо над одной ячейкой, либо над совокупностью ячеек.

Известно, что для каждой ячейки таблицы можно задать свой формат: совокупность признаков, каждый из которых может принимать значение из конечного набора данных. Для ячейки можно задать формат данных, выравнивание, цвет и вид рамки и т.д. Следовательно, целесообразно с каждым объектом класса «Ячейка» связать объект класса «Формат».

Основное назначение ячейки (имея в виду основную цель средства -автоматизация расчетов) - хранить данные и вычислять значения. Какие же различные типы данных может хранить ячейка? Это константа, формула и функция. Что у них общего? Вне зависимости от содержимого ячейки работа с ячейкой не изменяется. Что их различает? Ячейки, содержащие константы, называются независимыми, ячейки с формулами и функциями - зависимыми. Значения зависимых ячеек должны автоматически пересчи-тываться при изменении значений в ячейках, от которых они зависят.

Кроме этого, среда MS Excel содержит разного уровня средства для обеспечения своей основной функции - автоматизации вычислений. К этим средствам относятся сводные и параметрические таблицы, базы данных, процедуры подбора параметров и поиска решений и т.д. Все эти средства основываются на основных операциях, которые можно выполнять над таблицей.

Перейдем теперь к объектно-ориентированному проектированию содержания обучения электронным таблицам в соответствии с разработанной технологией.

Назначение системы: автоматизация расчетов на основе модели «электронной таблицы». Значимые функции: разработка и форматирование таблиц, автоматизация расчетов с использованием формул и функций, сортировка данных, % построение диаграмм для наглядного отображения расчетов, построение сводных и параметрических таблиц, поддержка простейших баз данных, поддержка вычислительных процедур (подбор параметра, поиск решения и т.д.), обеспечение обмена данными с другими приложениями MS Windows.

1. Определение значимых функций, предлагаемых к изучению. Разработка и форматирование таблиц, автоматизация расчетов с использованием формул и функций. После построения модели нетрудно будет по аналогии добавить и остальные функции.

2. Выбор объектов и их ролей. Технологию выявления объектов, задают следующие стратегии:

2.1 - «Определение взаимодействующих составляющих и их различных «ролей»».

2.2 - «Определение объектов, связанных со значимыми функциями системы».

2.3 - «Определение значимых событий. Источник значимого события - значимый объект».

2.4 - «Определение коллекции объектов».

2.5 - «Определение контейнеров, содержащих другие объекты».

2.6 - «Использование метода обобщения-конкретизации для определения дополнительных классов».

Похожие диссертации на Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий