Данная статья является реферативным изложением основной работы. Полный текст научной работы, приложения, иллюстрации и иные дополнительные материалы доступны на сайте VII Международного конкурса научно-исследовательских и творческих работ учащихся «Старт в науке» по ссылке: https://school-science.ru/7/4/40853.
Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него информационных технологий, которые проникают во все сферы человеческой деятельности, обеспечивают распространение информационных потоков в обществе, образуют глобальное информационное пространство. Неотъемлемой и важной частью информатизации общества является информатизация образования.
При этом одно из направлений современного этапа информатизации образования связано с использованием мобильных технологий для обучения различным предметам [2]. Мобильные телефоны, смартфоны, планшетные компьютеры становятся основной частью цифровой жизни человека [2].
Если просмотрим прогнозы в образовании, то мы увидим, что уже через нeсколько лет мы, возможно, перейдём полностью к мобильному обучению. Поэтому тема актуальна, а апробируя мобильные приложения в учебном процессе в нашем регионе – это инновация.
Целью данной работы является разработка приложения настольных компьютеров, которое позволяет изучить арифметическая прогрессию, логарифмы и их свойства, свойства числовых неравенств., знакомит с теоретическими основами предмета с 8–10 класс, позволяет производить вычисления по тeмe, проверять свои практические навыки по тeмe.
Объект исследования – Арифметическая прогрессия и её сумма. Логарифмы и их свойства. Свойства числовых неравенств.
Предмет исследования – приложения для персонального компьютера.
Задачи исследования:
1. Изучить теоретическую базу по теме исследования
2. Познакомиться с языком программирования JavaScript и языком гипертекстовой разметки HTML, а также средой программирования PhpStorm
3. Познакомить учащихся 10-х классов с возможностями приложений в обучении.
4. Рассказать об основных этапах создания приложения на настольный компьютер.
5. Представить, написанную мною программу. Объяснить принцип ее работы и среду применения.
Гипотеза исследования. Мы предполагаем, что эффективное освоение мобильных приложений в учебном процессе, повысит мотивацию учащихся, сделает процесс обучения интересным и познавательным
В ходе исследования использовались разные методы:
1. Теоретические (Изучение и анализ, методической литературы и интернет – ресурсов по теме исследования, анализ, обобщение)
2. Эмпирические (Социологический опрос сбор информации, эксперимент, и систематизация полученных данных)
В работе были использованы следующие компьютерные программы: MS World, MS Excel, Microsoft PowerPoint, Google Chrome, Android ОС, JavaScript, PhpStorm, язык гипертекстовой разметки HTML .
Новизна исследования в том, что автор разработал мобильное приложение для изучения разделов курса математики, провел анкетирование среди учащихся, учителей, родителей школы. Проанализировав полученные результаты, сделал диаграммы, в которых наглядно отражается рейтинг мобильных приложений, используемых участниками опроса, компьютерная зависимость учащихся 8–11 классов.
Ценность полученных результатов заключается в том, что получена общая картина о состоянии влияния телефонов и мобильных приложений на учащихся, учителей, родителей разных возрастов в целом по школе. Предоставлены возможности по созданию в дальнейшем возможностей приложения для подготовки к урокам и экзаменам, по использованию сотовых телефонов во избежание «мобильной зависимости».
Актуальность данного исследования в том, что, пользуясь мобильным телефоном ежедневно, многие даже не подозревают, сколько интересных дополнительных возможностей есть у телефона, которые могут превратить его из простого средства общения в максимально полезный для учебы инструмент, позволяющий экономить время, быть конкурентоспособным, решать множество вопросов одним нажатием клавиши на сенсорном экране.
Работа состоит из введения, основной части, практической части, заключения, приложений.
1. Современные мобильные приложения
1.1. История мобильного Интернета и мобильных приложений
Предыстория мобильного интернета начинается в 1888 г., когда Генрих Герц открыл способ создания и обнаружения электромагнитных радиоволн. В 1895 году русский учёный А.С. Попов сделал доклад, посвящённый использованию электромагнитных волн для беспроводной передачи электрических сигналов и в марте 1896 года им же был проведен эксперимент, в котором на 250 метров передали радиограмму с двумя словами «Генрих Герц». Через несколько лет, в Кронштадте под руководством учёного был налажен выпуск принимающей и передающей аппаратуры. Новым изобретением заинтересовался предприимчивый итальянец Г. Маркони, который запатентовал в Англии подобное устройство, чуть усложнив схемы А.С. Попова. Впоследствии для военных нужд в Англии была организована компания «Маркони».
История беспроводной связи начинается в 1901 году, когда английской компании «Маркони» удалось передать сигналы со станции Польдю в Англии на станцию Сент-Джонс в Ньюфаунленде. Сама компания была в начале двадцатого века единственной, кто осуществлял проводную междугороднюю и международную связь. Непосредственно история сотовой связи начинается с 1946 г. в США. Компания AT&T Bell Laboratories создала радиотелефоны, устанавливающиеся в автомобилях. Вся аппаратура вначале была громоздкой и тяжёлой. Переключение абонента между каналами связи в поисках свободного, осуществлялось вручную. Радиопередатчик позволял пассажирам или водителю связаться с АТС и таким образом совершить звонок. Телефонное общение было сложным – нельзя было и слушать и говорить одновременно. Так, чтобы донести своё сообщение до собеседника, нужно было нажать и удерживать кнопку телефонной трубки, а чтобы услышать ответ, кнопку надо было отпустить. Чтобы позвонить на радиотелефон, приходилось сначала звонить на телефонную станцию и затем сообщать номер оператору.
В это же время компания разработала систему ячеек или сот (cell – откуда и пошло название сотовых телефонов). Принцип действия сот прост. Ранее для общения выделялось всего несколько каналов, и пользователи могли создавать друг для друга не только помехи, но и прослушивать телефонные разговоры. Теперь же чем больше ячеек, тем меньше помех и тем больше абонентов могут пользоваться сотовой связью. В 1967 году были созданы первые портативные рации в компании Motorola, известного в то время производителя радиоаппаратуры. Это дало толчок к созданию первого мобильного телефона. 6 марта 1983 компания Motorola выпустила первый в мире коммерческий портативный сотовый телефон. Аппарат DynaTAC 8000X, на который было потрачено более $100 млн, разрабатывался он 15 лет. Телефон весил 794 грамма и имел размеры 33 x 4,4 x 8,9 см. Заряда аккумуляторов хватало на 8 часов работы в режиме ожидания или на один час в режиме разговора. В розницу телефон стоил 3995 долларов США.
1.2. Виды мобильных приложений
1.2.1. Нативные приложения
Это самый распространенный тип приложений. Они создаются на основе языков программирования для таких операционных систем, как Android, Windows Phone и iOS. Благодаря таким приложениям можно в полной мере использовать функционал GPS, видеокамер или датчиков ускорения. Главным преимуществом нативных приложений является возможность автономной работы без необходимости подключения к интернету. Чаще всего приложения такого типа распространяются через магазины приложений Play Market, AppStore и другие. Также нативными приложениями могут являться различные электронные библиотеки.
1.2.2. Веб-приложения и мобильная версия сайта
Данный тип приложений использует технологию WEB для возможности работы на мобильном устройстве. Главным и несомненным преимуществом таких приложений является возможность единоразового создания на все типы платформ. Также мобильная версия сайта имеет весомое преимущество – кроссплатформенность. Однако из минусов стоит отметить, что такие приложения не позволяют использовать функции камеры или геолокации в смартфоне, а также их невозможно загрузить из магазина приложений.
1.2.3. Гибридные приложения
Программирование под Android просто не может работать без гибридных приложений. Они – это соединенные воедино нативные и веб-приложения. Главными преимуществами гибридных приложений являются кроссплатформенность на web-технологиях и возможность доступа к функциям смартфона или другого мобильного устройства. Хотя стоит отметить, что разработка приложений для iOS гибридного типа стоит значительно дороже, чем разработка приложений иного типа. Многие популярные социальные сети имеют свои гибридные приложения, которые можно свободно загрузить из онлайн-магазина.
1.2.4. Категории мобильных приложений Приложения событий
Приложения службы. Развлечения, игры. Интернет-магазины. Бизнес-приложения. Контентные приложения[1]. Общение . Системные приложения.
1.3. Мобильные приложения и их рейтинги
6 марта 2012 года Google объявила о запуске Google Play, магазина, который объединил в себе все мобильные магазины компании. Прошло четыре года, и за это время количество загрузок из Google Play сильно выросло. В Google Play можно найти много полезных и бесполезных приложений. В магазине присутствуют платные и бесплатные приложения. На февраль 2017 в Google Play содержится более 2,7 миллионов приложений для Android. Пользователи из более 145 стран могут покупать приложения. Аналитическая компания App Annie изучила данные за все время существования Google Play и выяснила, какие приложения оказались самыми популярными.
Итак, за все время существования Google Play больше всего загрузок было у следующих приложений: Facebook, WhatsApp, Facebook Messenger, Instagram, Clean Master, Skype, LINE, Viber, Twitter, Сверхяркий фонарик.
2.2. Топ 11 мобильных приложений и не только
Изучив данные литературы и Интернет ресурсов, рейтинги популярности мобильных приложений, а также данные опроса, опробовав экспериментально множество мобильных приложений в работе, я составил Топ 25 полезных мобильных приложений для повседневной жизни, позволяющих сделать мобильный телефон незаменимым помощником.
1. Microsoft Word
Настоящее приложение Microsoft Word для телефонов и планшетов с Android создано для работы на ходу. Оно сочетает знакомый внешний вид, интерфейс и качество Office с интуитивным сенсорным управлением, разработанным для телефонов и планшетов с Android. Приложение Word идеально подходит для создания документов, их просмотра и быстрого редактирования. Приложения Office обеспечивают наиболее качественное оформление документов, форматирование, содержимое которых остаются неизменными на любых устройствах. Вы сможете в любое время получить доступ к документам в облаке.
2. Google карты
Официальное приложение «Google Карты» – незаменимый помощник в дороге. Это приложение не только поддерживает GPS-навигацию, но и предоставляет информацию о пробках, общественном транспорте и о миллионах мест (например, отзывы посетителей и часы наибольшей загруженности).
3.MyScript Calculator
MyScript© Calculator калькулятор, выполнять математические операции естественно с помощью рукописного ввода.
4. Google переводчик
Программа Переводчик Google представляет собой утилиту, которая позволяет переводить тексты на более чем 50 языков. Основные возможности утилиты: поиск в словаре, преобразование текста в речь, голосовой ввод, транслитерация на латиницу, сохранение истории и возможность добавлять переводы в избранное.
5. Google Chrome
Это браузер, который разрабатывается гигантом Google на основе их же свободного браузера Chromium. Он использует для отображения получаемых веб-страниц движок WebKit.
6. Яндекс браузер
7. ПочтаMail.ru
Удобное и быстрое приложение для одновременной работы с несколькими почтовыми ящиками Mail.Ru, Yandex, Rambler, Gmail, Yahoo и других популярных почтовых сервисов. Получай и отправляй письма, делись фотографиями и документами. Узнавай о новых сообщениях практически моментально. Настраивай время, папки и сервисы, для которых хочешь получать уведомления. Персональный спам-фильтр оградит тебя от назойливых рассылок.
8. Kahoot! — Создание обучающих игр. Kahoot! это игровая платформа для обучения и один из самых быстрорастущих обучающих брендов в мире. Kahoot! позволяет легко создавать, открывать, воспроизводить и делиться интересными обучающими играми за считанные минуты – для любого предмета, на любом языке, на любом устройстве, для всех возрастов.
Kahoot! позволяет учителям быстро создавать забавные обучающие игры, основанные на множественном выборе. После создания игры учащиеся могут использовать любое устройство для входа в «комнату» игры, используя уникальный код для выполнения заданий и соревнования со своими сверстниками.
9. Buncee – создание, презентация и совместное использование мультимедийных уроков. Buncee – это инструмент для создания презентаций, которые способствуют развитию критического мышления, навыков общения, сотрудничества и творчества. Некоторые из многих функций Buncee включают в себя более 10 тысяч графических изображений, которые делают учебу более увлекательной.
10. Matific – Математические игры для детей. Matific предоставляет собой библиотеку потрясающих ресурсов для обучения математике детей в возрасте от 4 до 11 лет. Знания подаются в виде захватывающих интерактивных приложений, предназначенных для мобильных телефонов и планшетов.
Обучение основано на британской учебной программе по математике, что делает приложения идеальным дополнением для стандартных учебников и занятий по математике.
11. Puzzlets – время играть, время развиваться.
Puzzlets – это приложение для вашего планшета или компьютера. Игра учит кодированию, математике и теории цвета. Каждая игра поставляется с тематическим набором физических элементов.
2. Основная часть
2.1. Описание работы
Язык гипертекстовой разметки HTML. HTML – это стандартизированный язык разметки документов во Всемирной паутине. То есть, если мы хотим, чтобы в документе присутствовал какой-либо элемент, то мы для него определяем некоторый тег (маркер в тексте). Например, для описания элемента «текстовая строка» можно условиться использовать тег, где первая метка указывает начало описания элемента, а вторая (со знаком /) – конец описания. Между парой тегов помещается сам элемент. Для каждого элемента применяется своя пара тегов, при этом однотипные элементы описываются одинаковой парой тегов. Таким образом, для описания двух строк нам нужны две пары тегов: <string> это первая строка </string> и <string> это вторая строка</string>
В открывающем теге можно поместить атрибуты описываемого элемента, такие как цвет, размер, начертание, выравнивание и т.п., то есть описать особенности формируемого элемента. Атрибут – это свойство описываемого элемента. При этом у однотипных элементов полный набор атрибутов будет совпадать, но в описании можно использовать не все свойства.
PhpStorm коммерческая кросс – платформенная интегрированная среда разработки для PHP. Разрабатывается компанией JetBrains на основе платформы IntelliJ IDEA.
PhpStorm представляет собой интеллектуальный редактор для PHP, HTML и JavaScript с возможностями анализа кода на лету, предотвращения ошибок в коде и автоматизированными средствами рефакторинга для PHP и JavaScript. Автодополнение кода в PhpStorm поддерживает спецификацию PHP 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 7.0, 7.1 и 7.2 (современные и традиционные проекты), включая генераторы, сопрограммы, пространства имен, замыкания, типажи и синтаксис коротких массивов. Имеется полноценный SQL-редактор с возможностью редактирования полученных результатов запросов.
PhpStorm разработан на основе платформы IntelliJ IDEA, написанной на Java. Пользователи могут расширить функциональность среды разработки за счет установки плагинов, разработанных для платформы IntelliJ, или написав собственные плагины.
2.2. Практическая часть исследования
2.2.1. Проведение опроса по мобильным приложениям (Приложение 1)
1. В каких целях Вы используете компьютер и телефон?
2. Сколько часов в сутки Вы проводите с мобильным телефоном?
3. Как Вы считаете, вредит ли компьютер и телефон Вашему здоровью?
4. Считаете ли вы, что используете функции вашего телефона с максимальной пользой в повседневной жизни?
Результаты опроса дали объективное представление, как, для чего в современном обществе используется компьютер и мобильный телефон. В большинстве случаев данные устройства используют для выхода в интернет и связи. То есть, помимо стандартных функций, они приобрели функцию помощника, позволяющего без проблем, в любом удобном месте выйти в интернет и получить информацию.
Самыми используемыми приложениями являются: Вконтакте, Одноклассники, Instagram, YouTube, Google Chrome.WhatsApp.Google карты. 2ГИС и другие.
Наблюдается и тенденция зависимости от телефона, около опрошенных проводят с телефоном более 4 часов в день (это мальчики 13–14 лет и домохозяйки!). Более 80 % опрошенных предполагают, что их здоровью мобильный телефон вредит, более 16 % считают, что вреда от телефона нет. Были изучены ресурсы интернета, последние исследования ученых о влияние мобильных телефонов на здоровье человека, рекомендации по их использованию. После чего сделано заключение, что мобильный телефон не безопасен для здоровья и на основе этого разработаны «Рекомендации по использованию сотового телефона» (Приложение 2). Проанализировав все данные, я задался вопросом о создании собственного приложения для компьютеров . Вот что у меня получилось.
2.2.2. Назначение и условия применения программы
Программный продукт «Математика +» предназначен для изучения некоторых школьных тем математики, а также для практической проверки полученных знаний.
«Мматематика+» реализует следующие функции:
• предоставление наглядного теоретического материала из курса 8–го класса (теория с примерами)
• предоставление наглядного теоретического материала из курса 9–го класса (теория с примерами)
• предоставление наглядного теоретического материала из курса 10–го класса (теория с примерами)
• практические задачи для закрепления вышеупомянутых тем.
Фрагмент HTML-документа
Описание приложения «Математика +» (рис. 1):
• Страница выбора класса (рис. 1);
• Страница выбора темы (рис. 2);
• Страница выбора теоретического материала или практических задач (рис. 3);
• Страница с теоретическим материалом (рис. 4);
• Страница с практическими задачами (рис. 5);
Стартовый экран (Страница выбора класса).На данном этапе пользователю предоставляется выбор из доступных классов, по темам которых он хочет получить знания. В данный момент доступны 3 класса (8,9,10).
Страница выбора темы. Переходя на эту страницу, пользователь может выбрать доступную тему (в данный момент одну для каждого класса)
Страница выбора теоретического материала или практических задач.На данном этапе пользователь должен выбрать материал для изучения либо практические задачи.
Страница с теоретическим материалом. На данной странице пользователю предоставляется возможность ознакомиться с ранее выбранной темой.
Страница с практическими задачами.На данной странице пользователю предоставляется возможность решить задачи на выбранную тему, проверить их и посмотреть свою статистику выполнения данных задач.
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 5
2.3. Преимущества и недостатки использования приложений на уроке
При внедрении любой инновации нужно быть готовым и к негативной стороне, поэтому рассмотрим как несомненные преимущества, так и негативные аспекты мобильного обучения. Таким образом, несомненными преимуществами использования мобильных устройств и технологий в образовательном процессе школы являются: Быстрый доступ к аутентичным учебным и справочным ресурсам и программам в любое время и в любом месте; постоянная обратная связь с преподавателем и учебным сообществом; учет индивидуальных особенностей студента – диагностика проблем, индивидуальный темп обучения; повышение мотивации обучаемых за счет использование знакомых технических средств и виртуального окружения; организация автономного обучения; создание персонализированного профессионально ориентированного обучающего пространство ученика; развитие навыков и способностей к непрерывному обучению в течение жизни.
К негативным аспектам мобильного обучения в первую очередь необходимо отнести сложности не столько технического и финансового, сколько административно-организационного и методического характера. Во-первых, сложно убедить как преподавателей, так и администрацию учебных заведений, что данная форма обучения способствует оптимизации учебного процесса, т. к. выполнение заданий проходит на устройствах (компьютеры), которые обычно запрещены в школах и вузах для использования в учебной аудитории, поскольку все мобильные устройства выполняют роль электронной шпаргалки. Во-вторых, преподаватели не владеют (в отличие от учеников) соответствующим уровнем ИКТ компетенции, который позволял бы им внедрять в традиционную форму задания на основе информационных технологий, использовать уже существующие учебные приложения для всевозможных устройств, обеспечивать интерактивную поддержку учебного процесса, развивать ИКТ компетенцию самих обучающихся в этой сфере. В-третьих, недостаточно готовых обучающих информационных ресурсов и программ для студентов и школьников различных уровней и специальностей, но в то же время преподаватели английского языка находятся в более выигрышном положении: существует большое многообразие различных приложений и игр на английском языке, на основе которых можно создавать грамматические тесты, поисковые и игровые задания Техническо-финансовые проблемы сводятся к высокой стоимости некоторых устройств. Современный преподаватель сегодня в силах превратить мобильные устройства и технологии из угрозы для обучения в помощь и поддержку.
Организация урочной и внеурочной деятельности с помощью мобильных приложений
Для того чтобы продолжить наше исследование на практике мы провели социальный опрос, в котором приняло участие 31 ученик. Чтобы организовать мобильное обучение необходимо техническое оснащение. Поэтому ребятам был задан вопрос: «Имеете ли вы следующие технические устройства: смартфон, планшет, ноутбук?» Анкетирование показало, что 100 % учащихся владеют техническими устройствами и имеют выход в интернет. На следующий вопрос: «С какой целью используете приложения?» Мы получили разные ответы, систематизировали их и представили в виде диаграммы.. Как мы видим в основном дети используют приложения для игр и развлечения, а для образования в последнюю очередь.
Рис. 6. Результаты опроса обучающихся
Поэтому мы решили представить приложение для изучения предметных дисциплин, в частности, при изучении свойств степени в 8–10 классах на уроках математики.
Многие указывают на новые возможности, которые предоставляет мобильное обучение, например: «телефон у меня всегда под рукой», «необходимо для быстрого получения информации», «информацию можно узнать в любом месте и в любое время», «планшет не занимает много места», «интересно, удобно, быстро», «экономит время», «будет удобно заниматься везде и всегда, при любых условиях». Очевидно, что школа сегодня готова к внедрению мобильного обучения.
Заключение
В ходе работы были изучены литература и Интернет-ресурсы по истории мобильного интернета, мобильным приложениям, проанализированы основные виды и категории мобильных приложений, рейтинги мобильных приложений ведущих мировых компаний. Работа над темой позволила раскрыть многообразие предлагаемых мобильных приложений по различным направлениям, счет которых идет на тысячи и более.
В ходе выполнения практической части был создан и проведен опрос с помощью анкетирования, в котором приняли участие 300 человек разных возрастных групп. Итоги опроса показали интерес участников к теме использования мобильного телефона. Люди регулярно используют лишь несколько приложений и вовлечь их во взаимодействие с новыми сервисами непросто.
На основе анализа и экспериментальной работы с мобильными приложениями была проведена выборка популярных мобильных приложений.
Гипотеза о том, что эффективное освоение мобильных приложений в учебном процессе повысит мотивацию учащихся, сделает процесс обучения интересным и познавательным, подтвердилась.
В результате разработки приложения «Математика+» была достигнута цель исследования и решены поставленные задачи: изучен материал по системам счисления, разработано приложение, соответствующее предъявленным в начале работы требованиям.
Программа легко может применяться в учебных целях, при обучении школьников и студентов, а также для проведения необходимых калькуляций.
Эта программа будeт использоваться мной и моими одноклассниками в учебных целях. Она очень сильно помогает, когда нужно быстро произвести арифметические действия над числами , используя свойства стeпenи, также можно проверить свои знания в решении таких задач. В дальнейшем я продолжу работу над приложением и планирую расширить спектр решаемых задач.
В мои планы входит добавление тeм из курса 7–11 класса, чтобы можно было выбрать, какие действия и правила трeбуeтся добавить или убрать, а также адаптирование приложения на всевозможные платформы.
Анализ литературы, посвященной применению приложений в обучении, убедительно показывает, что в этой идее заключены большие возможности для модернизации школьного обучения, т.е. для совершенствования процесса обучения в свете новых требований, предъявляемых в настоящее время к школе.
Полученный нами опыт использования предложенных мобильных приложений на практике показал их осуществимость и эффективность. так, цели и задачи исследования были успешно решены.
Мобильный телефон действительно может превратиться из простого средства общения в очень важный, необходимый и максимально полезный для жизни инструмент, позволяющий экономить время и решать множество задач одним нажатием клавиши на сенсорном экране в выбранном полезном мобильном приложении.
Библиографическая ссылка
Карпенко К.Д. СОЗДАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ «МАТЕМАТИКА+» // Международный школьный научный вестник. – 2019. – № 4-1. ;URL: https://school-herald.ru/ru/article/view?id=1110 (дата обращения: 03.12.2024).