Разработка электронного приложения «Математика+»

IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Разработка электронного приложения «Математика+»

Карпенко К.Д. 1
1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя школа №31
Громенюк А.В. 1
1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя школа №31 город Сургут
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

 

В современном обществе невозможно уже обходиться без информационных технологий, которые проникают во все сферы человеческой деятельности, обеспечивая распространение информационных потоков в обществе, образуют мировое информационное пространство. В условиях различных ситуаций важной частью информатизации общества является информатизация и цифровизация образования.

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 усовершенствование моей разработки приложения для настольных компьютеров, которое позволяет закреплять, повторять, изучать различные курсы предмета математики 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:

Изучить теоретическую базу по теме исследования

Совершенствоваться в изучении и применении языка программирования JavaScript и языка гипертекстовой разметки HTML, а также среды программирования PhpStorm

Познакомить учащихся 8-11-х классов с возможностями приложений в обучении.

Рассказать об основных этапах создания приложения на настольный компьютер.

Применить на практике для учащихся 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:

Теоретические (Изучение и анализ методической литературы и интернет - ресурсов по теме исследования, анализ, обобщение)

Эмпирические (Социологический опрос сбор информации, эксперимент, и систематизация полученных данных)

В работе были использованы следующие компьютерные программы: MSWorld, MSExcel, MicrosoftPowerPoint, GoogleChrome, Android ОС, JavaScript, PhpStorm, язык гипертекстовой разметки HTML .

Новизна исследования в том, что автор разработал и усовершенствовал мобильное приложение для изучения разделов курса математики, провел анкетирование среди учащихся, учителей, родителей школы. Предоставлены возможности по созданию 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, они могут перевести его из средства общения в 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.

Основная часть

1. Современные мобильные приложения

1.1.История мобильного интернета и мобильных приложений.

Предыстория мобильного интернета начинается в 1888г., когда Генрих Герц открыл способ создания и обнаружения электромагнитных радиоволн.

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. 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 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. Категории мобильных приложений

Приложения события. Приложения службы. Развлечения, игры. Интернет-магазины. Бизнес-приложения. Контентные приложения1. Системные приложения и др

1.3. Рейтинги мобильных приложений

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 и т.д.

Описание работы

1. Язык гипертекстовой разметки HTML

H TML – 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.

2.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. Практическая часть исследования мобильных приложений

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 и другие.

Наблюдается и тенденция зависимости от телефона, около опрошенных проводят с телефоном более 4-х часов в день (это мальчики 13-14 лет и домохозяйки!). Было 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.

3. Назначение и условия применения программы

Программный продукт «Математика +» предназначен для изучения некоторых школьных тем математики, а также для практической проверки полученных знаний.

«Изучение математики» 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

4. 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?»

Поэтому мы решили усовершенствовать приложение и применяем успешно для изучения предметных дисциплин, в частности, при изучении свойств степени, решение уравнений и неравенств различного типа в 8-11 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 и усовершенствования приложения «Математика+» была достигнута цель исследования и решены поставленные задачи: изучен материал по системам счисления, разработано приложение, соответствующее предъявленным в начале работы требованиям, добавлены новые виды и формы использования, темы курса математики с 8-11 класс.

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.

Как и планировал, я осуществил 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.

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.

Список использованных источников и литературы

Влияние мобильного телефона на здоровье http://www.elsmog.ru/index.php/mobtel/mobtel.html

История телефонов http://fb.ru/article/187546/istoriya-telefonov

Мобильный телефон: история создания http://www.mobiset.ru/articles/text/?id=4435

Мобильные телефоны: вред и польза http://nsportal.ru/ap/drugoe/library/proekt-vred-i-polza-mobilnykh-telefonov

Полат Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. – М.: Академия, 2002. – С. 272.

Тесты онлайн Test Pad http://onlinetestpad.com/ru/Tests

Рейтинги Рунета http://www.ratingruneta.ru/apps/

Рейтинг самых полезных мобильных приложений http://commonpoll.com/ru/rating/214

Роль мобильного телефона в жизни человека http://constructorus.ru/uspex/polza-telefonov.html 

Создай QR-код! // Вся информация о QR-кодах. – URL: http://qr-pr.ru/qr-code-generator (дата обращения: 29.04.2013).

QR-код // Википедия – свободная энциклопедия. – URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения: 29.04.2013).

Топ 100 самых популярных мобильных приложений в мире http://www.vestifinance.ru/articles/16618

Самые популярные мобильные приложения в России http://www.cossa.ru/149/16572/

Современные информационные технологии в образовании // ГОУ ВПО «Шуйский государственный педагогический университет».

Б. Б. Ярмахов «1  ученик: 1 устройство» — образовательная модель мобильного обучения в  школе. — М.: Издательский дом «АМИпринт», 2013. — 244 с., илл.\\

Приложения

Приложение 1

Опрос на тему «Мобильные приложения в нашей жизни»

Уважаемый участник научного исследования, просим Вас ответить на следующие вопросы:

1) Сколько Вам лет?

2) Укажите Ваш пол

3) Назовите Ваш статус

а) ученик; б)учитель; в) родитель.

4) В каких целях Вы используете телефон?

а) интернет; б) связь; в) развлечения; г) фото, видеосъемка; д) другое.

5) Сколько часов в сутки Вы проводите с мобильным телефоном?

а) менее 1 часа; б) от 1 до 2 часов; в) 3-4 часа; г) более 4 ч.

6) Как Вы считаете, вредит ли телефон Вашему здоровью?

а) да; б) нет; в) не знаю.

7) Назовите мобильные приложения, которыми вы часто пользуетесь:

8) Считаете ли вы, что используете функции вашего телефона с максимальной пользой в повседневной жизни?

а) да, использую максимально; б) на 50%; в) нет;

Приложение 2

Статус

Пол

Возраст

Приложение

Чем оно привлекает

приложение

Чем оно привлекает

1

   

14

Сверхъяркий фонарик

 

2

   

15

M X player

 

3

   

16

MyScript Calculator

 

4

   

17

Google переводчик

 

5

GoogleChrome

 

18

Avast Mobile Security

 

7

   

20

Яндекс браузер

 

8

   

21

Gismeteo

 

9

   

22

ПочтаMail.ru

 

Приложение 3

Рекомендации по использованию сотового телефона

При выборе телефона, учитывайте уровень излучения SAR (это уровень излучения мобильного телефона). Помните, чем меньше значение SAR, тем менее опасен мобильный телефон. Старайтесь покупать более современные и безопасные модели.

Ограничьте время и частоту использования сотового в день. Используйте беспроводную гарнитуру, находясь на расстоянии от телефона, или по возможности громкую связь.

Не спите рядом с сотовым телефоном. Электромагнитное излучение мобильного телефона даже в режиме ожидания негативно воздействует на центральную нервную систему. Находясь дома кладите телефон на расстоянии не менее 50 см от себя.

Старайтесь по возможности не использовать телефон в тех местах, где наблюдается плохой приём, так как при плохом приёме мобильный телефон пытается найти антенну -передатчик, и из-за этого его излучение многократно усиливается. Реже используйте мобильный телефон в закрытых помещениях (машина, дом), так как излучаемые им волны могут отражаться стенами и покрытиями, что в несколько раз усиливает облучение.

Не прикладывайте мобильный телефон к уху в тот момент, когда он находится в процессе поиска оператора сети (это бывает также при самом включении телефона и при очень плохом приёме). В этот момент он излучает сильнее всего.

Беспроводной способ передачи данных от одного мобильника к другому (разработанный под маркой Bluetooth), прибавляет мобильному телефону дополнительную силу излучения. Контролируйте уровень заряда аккумулятора, при слабой зарядке – уровень излучения сотового аппарата возрастает.

Слушайте музыку через наушники не более 15 минут. Смотрите на дисплей телефона не более 15-20 минут. Носите телефон в чехле в отдельном кармашке сумке или портфеля; ни в коем случае не носите мобильный телефон на шее, в карманах пиджаков, курток, джинсах. Не используйте телефон в машине, самолете и других видах наземного и воздушного транспорта, так как это приводит к сбою приборов техники и увеличению электромагнитного воздействия.

Старайтесь не использовать телефон в учебных заведениях, т.к. обычно в них часто блокируется прием сигнала, а если телефонная сеть ловит сигнал, то от вашего мобильного телефона исходит еще большее излучение, чем когда-либо.Отдавайте предпочтение передаче текстовых сообщений через телефон.

1 Мобильное приложение, служащее для удобного представления текстовой и аудиовизуальной информации (контента) пользователям

Просмотров работы: 230