Разработка электронной версии задачника по курсу "Микрооптоэлектронника"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Разработка электронной версии задачника по курсу «Микрооптоэлектронника»

Введение

обучение интернет виртуальный задачник

В последнее время в сфере образования в целом и, в частности в ПетрГУ, проблема нехватки методических пособий встала очень остро.

Но, благодаря быстрому развитию Internet и тому, что к информации, находящейся во всемирной сети, может получить доступ неограниченное количество пользователей, эту проблему можно решить.

Современная система образования все активнее использует информационные технологии и компьютерные телекоммуникации. Особенно динамично развивается система дистанционного обучения, чему способствует ряд факторов, и, прежде всего - оснащение образовательных учреждений мощной компьютерной техникой и развитие сообщества сетей Интернет.

Дистанционное обучение посредством Internet приобретает все большую популярность, как у студентов-очников, так и студентов-заочников, которые работают и не имеют возможности в силу различных обстоятельств учиться по очной форме обучения.

Использование в качестве образовательного ресурса Web-сайта развивает дополнительный интерес к науке и формирует увлеченность предметом, которые являются залогом хорошего усвоения материала.

Информация на Web-сервере хранится в виде, так называем Web-страниц или Web-документов.

Web-страница - это файл в формате HTML (HyperText Markup Language).

Разработка электронного сборника задач по курсу «микрооптоэлектронника» для студентов третьего курса физико-технического факультета актуальна по следующим причинам:

· Печатные версии задачников для каждого студена недоступны. Internet-технологий позволяют использовать данное пособие каждому, кто имеет доступ к Internet.

· Электронный задачник может быть использован для работы студентов во время внеаудиторных занятий, подготовке к семинарским занятиям и к качественной подготовке к контрольной проверки по курсу.

1. Дистанционное обучение по средством Internet

Дистанционное обучение-это современная технология обучения, при ко - тором взаимодействие обучающегося и преподавателя осуществляется на основе информационных технологий с использованием средств телекоммуникаций и телевидения.

Дистанционное обучение от традиционных форм обучения отличают следующие характерные черты:

· Возможность заниматься в удобное для себя время, в удобном месте и темпе нерегламентированный отрезок времени для освоения дисциплины.

· Параллельное с профессиональной деятельностью обучение, т.е. без отрыва от производства.

· Одновременное обращение ко многим источникам учебной информации (электронным библиотекам, банкам данных, базам знаний и т.д.) большого количества обучающихся.

· Использование в образовательном процессе новейших достижений информационных и телекоммуникационных технологий.

· Равные возможности получения образования независимо от места проживания.

· ДО расширяет и обновляет роль преподавателя, который должен координировать познавательный процесс, постоянно усовершенствовать преподаваемые им курсы, повышать творческую активность и квалификацию в соответствии с нововведениями и инновациями.

· Позитивное влияние оказывает ДО и на студента, повышая его творческий и интеллектуальный потенциал за счет самоорганизации стремления к знаниям, умения взаимодействовать с компьютерной тех-никой и самостоятельно принимать ответственные решения.

Дистанционное обучение - это далеко не новое явление. За последнее время популярность Web-технологий возросла, а так же возрос свободный доступ в Интернет посредством модемной связи. Это и повлияло на увеличение числа пользователей Интернет.

Благодаря Интернету мы можем быстро найти нужную информацию тогда, когда это становится необходимо и для этого не надо «далеко ходить».

Интернет, необходимые средства связи и компьютерные технологии позволяют сделать компьютерное обучение более интересным. Сейчас стали наиболее распространены электронные учебники, книги, методические мате - риалы.

Подготовка этих электронных версий наиболее легкий путь в Интернет. В этом случае совершенно не требуются особенные знания по программированию и нет особенной необходимости в совершенстве владеть языками Hyper - text Markup Language (HTML) или JavaScript. Вспомогательные текстовые редакторы позволяют практически все переводить в HTML. Внешний интерфейс чаще всего создается на HTML, а его усовершенствование с точки зрения эстетики, удобности, наглядности производится на JavaScript.

2. HTML

HTML (англ. hypertext markup language-язык разметки гипертекста) - это стандартный язык для разметки документов во всемирной паутине.

Любой документ на языке HTML представлен в виде гипертекста.

Гипертекст-вид документа, отдельные части которого могут находиться на различных компьютерах и связываться с помощью гиперссылок.

Гиперссылка-указатель, содержащийся в гипертексте, отсылающий пользователя к участку текста, расположенному на другом компьютере.

2.1 Общее представление

Язык HTML был разработан британским учёным Тимом Бернерсом-Ли приблизительно в 1991-1992 годах в стенах Европейского совета по ядерным исследованиям в Женеве (Швейцария).

HTML создавался как язык для обмена научной и технической документацией, пригодный для использования людьми, не являющимися специалиста - ми в области вёрстки.

HTML успешно справлялся с проблемой сложности SGML путём определения небольшого набора структурных и семантических элементов (размечаемых «тегами»), служащих для создания относительно простых, но красиво оформленных документов.

Текстовые документы (традиционно имеющие расширение «html» или «htm»), размеченные этим языком, обрабатываются специальными приложениями, которые отображают форматированный текст. Такие приложения, называемые браузерами или интернет-обозревателями, обычно предоставляют пользователю удобный интерфейс для запроса веб-страниц, их просмотра (и вывода на иные внешние устройства) и, возможно, редактирования.

2.2 Версии

· RFC 1866-HTML 2.0, одобренный как стандарт 22 сентября 1995;

· HTML 3.2 -14 января 1996;

· HTML 4.0 -18 декабря 1997;

· HTML 4.01 (незначительные изменения) - 24 декабря 1999;

Официальной спецификации HTML 1.0 не существует. До 1995 года существовало множество неофициальных стандартов HTML. Чтобы стандартная версия отличалась от них, ей сразу присвоили второй номер.

Версия 3 была предложена Консорциумом Всемирной паутины (W3C) в марте 1995, и обеспечивала много новых возможностей вроде поддержки таблиц, «обтекания» изображений текстом и отображения сложных математических формул. Даже при том, что этот стандарт был совместим со второй версией, реализация его была сложна для браузеров того времени. Версия 3.1 официально никогда не предлагалась, и следующей версией стандарта HTML стала 3.2, в которой были опущены многие нововведения из версии 3.0, зато добавлены нестандартные теги, поддерживаемые браузерами «Netscape» и «Mosaic».

HTML версии 4.0 также содержит много тегов, специфичных для отдельных браузеров, но в то же самое время произошла некоторая «очистка» стандарта. Многие теги были отмечены как устаревшие и не одобряемые. В частности, тег <font>, используемый для изменения свойств шрифта, был помечен как устаревший (вместо него рекомендуется использовать таблицы стилей CSS).

2.3 Возможности

Язык HTML позволяет размечать в тексте:

· Смысловую роль текстового блока (например: заголовок, параграф, пункт списка и др.), который обрабатывается браузером в соответствии со смыслом (например, в графических браузерах - выделением кур - сивом, и т.д.) или настройками пользователя.

· Гипертекстовые ссылки значительно упрощают чтение множества связанных документов, ибо позволяют запросить документ с адресом, указанным в коде ссылки, простым щелчком мыши.

· Открытие мультимедийных файлов, выводимых как непосредственно браузером (например, изображения в форматах JPEG, GIF, аудиофайлы MIDI и др.), так и внешними приложениями, «встраиваевыми» в окно браузера (Flash-анимация, Java-апплеты и прочее).

2.4 Структура HTML-документа

HTML-это теговый язык разметки документов, то есть любой документ на языке HTML представляет собой набор элементов, причём начало и конец каждого элемента обозначается специальными пометками, называемыми тегами.

Элементы могут быть пустыми, то есть не содержащими никакого текста и других данных (например, тег перевода строки <br />). В этом случае обычно не указывается закрывающий тег.

Кроме того, элементы могут иметь атрибуты, определяющие какие-либо их свойства (например, размер шрифта для тега <font>). Атрибуты указываются в открывающем теге.

Кроме тегов, в HTML-документах есть и специальные символы. Специальный символ имеет вид: &имя.

3. JavaScript

JavaScript - это язык программирования, используемый в составе страниц HTML для увеличения функциональности и возможностей взаимодействия с пользователями.

JavaScript был разработан Бренданом Эйком в Netscape Communication как язык сценариев для обозревателей Netscape Navigator (начиная с версии 2.0) или Microsoft Internet Explorer. С тех пор, как оба этих браузера стали широко распространенными, множество людей получили возможность работы со скриптами, написанными на языке JavaScript. Несомненно, это важный аргумент в пользу выбора JavaScript, как средства улучшения Web-страниц.

JavaScript-это объектно-ориентированный язык программирования, пред-назначенный для написания сценариев, работающих как на стороне пользователя, так и на стороне сервера.

JavaScript реализует свою функциональность только в составе страницы HTML. То есть приложения, разработанные с помощью JavaScript могут рас-полагаться только внутри HTML и функционировать, будучи загруженным в подходящий браузер.

Основная мощь JavaScript-это обработчики событий. Они позволяют программисту отслеживать действия в пользователя по отношению к странице HTML, такие как щелчок мышью на кнопке формы или с помощью указателя мыши над гиперссылкой. Обработчики событий встраиваются в теги HTML, особенно в составе форм, но иногда включаются в составы ссылок.

Практически все, что пользователь может делать со страницей - это такие события как загрузка и выгрузка страниц, нажатие клавиши, движение мыши, - становится доступным благодаря присоединению к браузеру сценарий на языке JavaScript.

Цель работы:

1. На основе имеющихся сборников задач В.А. Гуртова, О.Н. Ивашенкова по курсу «микрооптоэлектронника» сформировать расширенный электронный вариант этого задачника с углубленным уровнями детализации приводимых решений задач.

2. Сформировать тест, состоящий из нескольких типов задач с возможностью выбора ответов, для реализации самоконтроля изученного материала.

3.1 Виртуальный задачник

Для обеспечения удаленного процесса обучения разработан виртуальный задачник с возможностью просмотра решения задач и обращения к учебнику по разным темам, как к подсказке. Так же учащийся может пройти самоконтроль в виде теста, который состоит из типичных заданий, предлагаемых на контрольной проверки по изученному курсу.

Виртуальный задачник разрабатывался на основе имеющихся его печатных версии, написанными Гуртовым В.А. и Ивашенковым О.Н., а так же электронной версией.

Виртуальный задачник представляет электронный ресурс, расположенный на сайте «Физика твердого тела» по адресу http:/dssp.karelia.ru/.

Материалы задачника доступны только в локальной сети ПетрГУ. Поэтому для получения доступа к обучающим материалам, необходимо войти в систему в компьютерных классах университета.

Сборник задач по микрооптоэлектронике содержит следующие разделы:

· Статистика электронов и дырок в полупроводниках

· Барьеры Шоттки и р-п переходы

· Характеристики области пространственного заряда на поверхности полупроводника

· Поверхностные состояния

· МДП структуры

· Справочные таблицы

· Справочные графики

В ходе выполнения курсовой работы на основе существующего печатного издания задачника мною было набрано и отредактировано в формате Word 51 задача с решениями. Затем этот документ был переведен в формат HTML.

В сети Internet в окне браузера текст задачи отображается пользователю в следующем виде (рис. 1):

Рис. 1

По истечении трех минут пользователь может просмотреть подробное решение любой из решаемых им задач, если она вызывает какую-нибудь трудность. Вид решения, как Web-страницы, показан ниже (рис. 2).



Рис. 2

Для преобразования текстовых документов в Web-страницы использовались языки Html (как пассивная часть) и JavaScript (как активная часть). Далее приведен пример, как выглядит в программе одна из задач

<HTML>

<meta http-equiv= «Content-Type» content= «text/html; charset=windows-1251»>

<HEAD>

<TITLE>решение задачи 1.6</TITLE>

</HEAD>

<BODY TEXT= "#4B0082»>

Рассчитаем концентрацию легирующей донороной примеси

N_D

<center>

<IMG SRC= «image090.gif» >

</center>

<center>

<IMG SRC= «image090a.gif» >

</center>

Объемное положение уровня Ферми ц₀ найдем из соотношения

<center>

<IMG SRC= «image092.gif» >

</center>

<center>

<IMG SRC= «image092a.gif» >

</center>

<br>

<FORM>

<P><INPUT onclick=top.close() type=button value=Закрыть>

<BR>

</FORM>

</BODY>

</HTML>

3.2 Система тестов

В ходе изучения курса «микрооптоэлектроника» студентам 3 курса предлагается контрольная проверка знаний для оценки текущей успеваемости. Для лучшей подготовке к работе был разработан тест из наиболее типичных заданий.

Тест представляет собой вариант контрольной работы, используемой для оценки текущей успеваемости студентов по курсу «микрооптоэлектроника» и включающий следующие темы:

· Статистика электронов и дырок в полупроводниках

· Барьеры Шоттки и р-п переходы

Тест содержит 2 варианта по 10 вопросов. Каждый контрольный вопрос имеет несколько ответов, один из которых следует выбрать учащемуся в процесссе тестирования. На следующей иллюстрации можно видеть, как выглядит один из вариантов теста:

Программа состоит из двух частей: активной и пассивной. Пассивная часть написана на языке Html. Это - тексты вопросов, варианты ответов-то, что пользователь видит в окне браузера. Активная же часть программы дистанционного самоконтроля - это функция, написанная на языке JavaScript и активизирующаяся при нажатии кнопки «Получить оценку» для вычисления и вывода результатов.

Для выбора ответа на вопрос использован объект radio. Объект radio представляет собой селекторную кнопку (radio button), определяемую в HTML-форме. Селекторные кнопки позволяют выбрать только один из предлагаемых вариантов. Объект radio является свойством объекта form и должен содержаться в теле <FORM>…</FORM>. Синтаксис HTML-дескриптора, определяющего селекторную кнопку, следующий:

<INPUT type= «radio» name= «radioName» value= «buttonValue»

[checked] [onClick=» handlerText»]>текст

Для вызова JavaScript-функции, которая обрабатывает введённые результаты, используется кнопка типа button, расположенная сразу после теста. Кнопка (button) - это область окна, которая реагирует на щелчки мыши и может активизировать оператор или функцию языка JavaScript при помощи атрибута события onClick. Кнопки также являются свойствами объекта form и должны заключаться в дескрипторы <FORM>…</FORM>. Синтаксис следующий:

<INPUT type= «button» name= «buttonName» value= «buttonText» [onClick= «handlerText»]>

После нажатия кнопки «Получить оценку» программа ссылается на функцию, в котором обрабатываются результаты. В ней выполняется цикл, который производит сравнение эталонных ответов с ответами, введенными пользователем. В конце производится подсчет и вывод оценки.

Далее приведён фрагмент программы, в котором производится анализ результата, подсчёт числа правильных / неправильных ответов, а так же вычисление оценки и вывод результата:

 // Функция выставления оценки

function gradeit() {

var incorrect=null

 // цикл, в котором перебираем все ответы на вопросы

for (q=1; q<=totalquestions; q++) {

 // в переменную thequestion записываем массив из элементов radio_button, среди которых есть ответ на очередной вопрос

var thequestion=eval («document.myvar1.question»+q)

for (c=0; c<thequestion.length; c++) {

if (thequestion[c].checked==true)

actualchoices[q]=thequestion[c].value

}

 // проверка на правильность ответа

if (actualchoices[q]!=correctchoices[q]) { //process an incorrect choice

if (incorrect==null)

incorrect=q

else

incorrect+=»/«+q

}

}

 // в incorrect записываются номера заданий, на которые получены неправильные ответы

if (incorrect==null)

incorrect= «a/b»

document.cookie='q='+incorrect

if (document.cookie=='')

alert («Ваш браузер не поддерживает cookies. Просьба изменить настройки браузера.»)

else

window.location= «results.htm»

}

function showsolution() {

var win2=window.open («», «win2», «width=200, height=350, scrollbars»)

win2.focus()

win2.document.open()

win2.document.write ('<title>Решение</title>')

win2.document.write ('<body bgcolor= "#FFFFFF»>')

win2.document.write ('<center><h3>Ваши ответы на тест</h3></center>')

win2.document.write ('<center><font face= «Arial»>')

for (i=1; i<=totalquestions; i++) {

for (temp=0; temp<incorrect.length; temp++) {

if (i==incorrect[temp])

wrong=1

}

if (wrong==1) {

win2.document.write («Вопрос «+i+ "="+correctchoices[i].fontcolor («red»)+ "<br>»)

wrong=0

}

else

win2.document.write («Вопрос «+i+ "="+correctchoices[i]+ "<br>»)

}

win2.document.write ('</center></font>')

win2.document.write («<h5>Красным помечены неправильные ответы.</h5><p align='center'><small><a href='http://www.javascriptkit.com' target='_new'>JavaScript Kit quiz script</a></small>»)

win2.document.close()

}

Далее показан окна, в котором пользователь может увидеть результаты своей работы, а так же варианты ответов, которые он ввел в процессе прохождения теста:

По желанию пользователь может пройти тест еще раз, в случае неудовлетворительной оценки, нажав кнопку «Пересдать».

Выводы

1. В ходе выполнения курсовой работы я ознакомилась с языками гипертекстовой разметки, научилась переводить текстовые документы в формат HTML, писать программы на языке JavaScript.

2. На основе существующего печатного издания задачника было набрано и в формате Word отредактировано 51 задача с решениями. Затем этот документ был переведен в формат HTML. Итоговый документ представлен в виде электронного задачника, с возможностью просмотра правильного решения. В последующем задачник будет доступен на кафедральном сайте «Физики твердого тела»

3. Сформированы 2 теста с системой самоконтроля, состоящие из 10 вопросов и задач с возможностью выбора правильного ответа. В дальнейшем планируется усовершенствовать систему тестов, дополнив ее возможностью просмотра подробного решения тех задач, на которые были получены не - правильные ответы.

Список литературы

1. Гуртов В.А., Сборник задач по физике поверхности полупроводников, Петрозаводск, 1985

2. Гуртов В.А., Ивашенков О.Н., Сборник задач по микрооптоэлектронике, Петрозаводск, 1999

3. Дарнелл Р., Справочник JavaScript, Санкт-Петербург, 2001

4. Кох С., Введение в JavaScript для Мага, 1997

5. Характерные черты дистанционного обучения, http://www.nntu.ru/dislrn/ feature.htm

6. HTML-Википедия, http://ru.wikipedia.org/wiki/HTML

7. Федотов А., Краткое руководство по HTML, http://www.nsc.ru/win/docs/htm-gdl

Размещено на Allbest.ru