CC BY
118ПЕРВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ: ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИКТ - „■■■' В ОБРАЗОВАНИИ
УДК 004(07)
Е.В. Останина
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ИНТЕРАКТИВНОГО УЧЕБНОГО МОДУЛЯ «БЕСПРОВОДНАЯ ТОЧКА ДОСТУПА Wi-Fi» НА ПЛАТФОРМЕ ADOBE FLASH
Статья посвящена проблеме разработки цифровых интерактивных учебных модулей по различным видам периферийных устройств. Обсуждаются виды компьютерных моделей. Анализируются возможности среды Adobe Flash как инструмента для их создания. Рассматривается сценарий интерактивного модуля «Беспроводная точка доступа Wi-Fi», реализованного на платформе Adobe Flash. Оцениваются возможности использования этого модуля в процессе обучения.
Ключевые слова: виртуальная среда, цифровые учебные ресурсы, интерактивные учебные модули, компьютерные модели, платформа Adobe Flash.
Наступивший XXI век по праву можно назвать веком высоких технологий. Сегодня в большой мере труд человека заменяют «умные» машины и роботы. Одним из таких «умных» устройств является компьютер, который стал необходимой составляющей современной жизни. Компьютер незаменим как средство, обеспечивающее поиск, создание, обработку и хранение информации, а в совокупности с глобальной Сетью - и как средство коммуникации.
Возможности компьютера нельзя реализовать в полной мере без периферийных устройств (ПУ). Периферийные устройства - это любые дополнительные и вспомогательные устройства, которые подключаются к ПК для расширения его функциональных возможностей. Эти устройства на сегодняшний день являются необходимой составляющей, обеспечивающей эффективную работу человека с компьютером.
Состав и особенности применения основных ПУ должен знать каждый современный человек. В связи с этим задача изучения периферийных устройств определена в программах обучения информатике в средней школе и вузе.
Школьный курс информатики и информационно-коммуникационных технологий включает специальный раздел, посвященный изучению периферийных устройств. В результате освоения данного раздела ученик должен уметь пользоваться не только
© Останина Е.В. • 2014
персональным компьютером, но и его периферийным оборудованием (принтером, сканером, модемом, мультимедийным проектором, цифровой камерой, цифровыми датчиками).
Более глубоко ПУ изучаются в профильных классах средней школы, в том числе в рамках элективных курсов. Примером такого курса является курс «Настройка, модернизация, администрирование компьютера» (для учащихся 8-11-х классов) [5]. Одним из важных разделов данного курса является установка и настройка периферийного оборудования.
Учащиеся высших учебных заведений по направлениям и специальностям, связанным с изучением информатики и информационных технологий, изучают ПУ в рамках различных учебных курсов, например: «Элементы и устройства вычислительной техники и систем», «Периферийные устройства ЭВМ» и др. Успешному освоению данных курсов способствует применение в обучении как собственно различных ПУ, так и специальных дидактических средств, в том числе цифровых образовательных ресурсов, раскрывающих особенности устройства ПУ, принцип их действия и основные правила использования. Применение таких ресурсов не только позволяет повысить наглядность обучения и сформировать у учащихся представление о различных периферийных устройствах, но и выполнить предварительную отработку соответствующих практических умений.
Представляется целесообразной разработка специальных цифровых учебных модулей, включающих теоретическую и практическую подготовку учащихся к работе по установке и настройке периферийного оборудования. Эффективность применения таких модулей в обучении значительно возрастет, если в их состав войдут интерактивные модели периферийных устройств, позволяющие учащимся не только познакомиться с их устройством и принципом работы, но и осуществлять в виртуальной среде отдельные обучающие действия.
Был проведен анализ цифровых ресурсов федеральных образовательных коллекций: Единой коллекция цифровых образовательных ресурсов (ЦОР), Федерального центра информационно-образовательных ресурсов (ФЦИОР) и учебные ресурсы компаний «Физикон», «1С», «Кирилл и Мефодий». Анализ ресурсов показал, что их содержание в основном составляют лишь учебные тексты с иллюстрациями и в ряде случаев- видеоматериалы, дающие общее представление о составе, установке и настройке периферийного оборудования. Мультимедиа составляющая и уровень интерактивности таких ресурсов невелик. Модели периферийных устройств в данных ресурсах практически отсутствует. В связи с этим проблема разработки цифровых интерактивных учебных модулей по различным видам периферийных устройств является актуальной.
В нашей работе была поставлена задача разработки сценария интерактивного учебного модуля «Беспроводная точка доступа Wi-Fi». Базовой частью данного модуля является интерактивная учебная модель беспроводной точки доступа Wi-Fi. Для разработки данной модели необходимо было определиться с выбором ее вида.
Видовое разнообразие компьютерных моделей достаточно велико. Авторами предлагаются различные их классификации [1; 2; 6; 8; 10]. Выделяют следующие группы моделей:
1) дескриптивные модели, используемые для понимания природы исследуемого объекта, выявления наиболее существенных факторов, влияющих на его поведение;
2) оптимизационные модели, позволяющие выбрать оптимальный способ управления технической, социально-экономической или иной системой (например, космической станцией);
3) прогностические модели, помогающие прогнозировать состояние объекта в последующие моменты времени (модель земной атмосферы, позволяющая прогнозировать погоду);
4) учебные модели, применяемые для обучения, тренинга и тестирования учащихся, студентов, будущих специалистов;
5) игровые модели, позволяющие создать игровую ситуацию, имитирующую управление армией, государством, предприятием, человеком, самолетом и т.д., либо играющие в шахматы, шашки и другие логические игры.
Обсуждаются функции моделей в обучении [6, 7]
В нашей работе разрабатывалась учебная модель периферийного устройства. Важным оказался вопрос о выборе технологии для разработки данной модели. Была выбрана одна из самых лучших технологий - Adobe Flash.
Adobe Flash - мультимедийная платформа компании Adobe для создания веб-приложений или мультимедийных презентаций. Широко используется для создания рекламных баннеров, анимаций, игр, а также воспроизведения на веб-страницах видео- и аудиозаписей. Adobe Flash оптимизирован под большинство Windows-платформ для получения хорошей производительности даже на не очень мощных компьютерах. Adobe Flash предоставляет разработчикам ряд полезных инструментов для создания и изменения графического контента. Например, изначально присутствует поддержка анимации, различных преобразований и эффектов. Возможна разработка сложного графического приложения [9].
Учебный модуль «Беспроводная точка доступа Wi-Fi» был разработан с использованием Adobe Flash. Модуль включает следующие элементы:
1) обобщенный план изучения такого технического объекта, как беспроводная точка доступа Wi-Fi;
2) опорный конспект, включающий краткую информацию о данном объекте;
3) интерактивный интерфейс устройства Wi-Fi;
4) модель, иллюстрирующую принцип работы беспроводной точки доступа Wi-Fi (рис. 1).
Рис.1. Элементы модуля «Беспроводная точка доступа Wi-Fi» Рассмотрим подробнее каждый из этих элементов.
Обобщенный план [3; 4]. В данном элементе модуля представлено полное текстовое описание «Беспроводной точки доступа Wi-Fi» по обобщенному плану описания технического объекта (ТО). Изложены следующие пункты плана:
1. Назначение беспроводной точки доступа.
2. Основные части (устройство) и их назначение.
3. Принцип действия.
4. Область применения.
5. Разновидности.
6. Историческая справка об изобретении Wi-Fi.
7. Способы и технологии воспроизводства технического объекта (в быту или на производстве). Общие особенности производства ТО.
8. Общие правила использования ТО.
9. Способы и приемы применения ТО в трудовой и повседневной деятельности
10. Научно-техническая деятельность по проектированию, созданию и рационализации технического объекта.
11. Производственная деятельность с применением ТО в отдельных отраслях производства.
12. Техническая деятельность повседневной жизни с применением ТО.
13. Демонстрация влияния ТО как посредника и источника формирования определенного типа социального взаимодействия.
14. Факторы влияния менталитета (потребностей, мотивов, устремлений) социума (е его различных социальных групп) на развитие техносферы.
Опорный конспект. По обобщенному плану составлен иллюстрированный опорный конспект (рис. 2).
Рис.2. Опорный конспект
Устройство. В составе модуля подробно описано устройство беспроводной точки доступа Wi-Fi (рис. 3).
Рис. 3. Устройство беспроводной точки доступа Wi-Fi
Составляющими устройства являются:
1. Корпус - функциональный элемент, защищающий внутренние компоненты от внешнего воздействия и механических повреждений.
2. Системная плата - сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты беспроводной точки доступа.
3. Процессор (центральное обрабатывающее устройство) - интегральная микросхема, исполняющая машинные инструкции (код программ).
4. Колебательный контур - осциллятор, представляющий собой электрическую цепь, содержащую соединённые катушку индуктивности и конденсатор; в контуре возбуждаются электромагнитные колебания.
5. Антенна - устройство для излучения и/или приёма электромагнитных волн путём прямого преобразования электрического тока в излучение (при передаче) или излучения в электрический ток (при приёме).
6. Порты подключения к проводной сети - соединение, через которое принимаются и отправляются данные.
7. Разъем электропитания - электромеханическое устройство для соединения электрических проводников.
8. Сигнальные лампы, индицирующие текущее состояние устройства.
Принцип действия. В составе модуля рассмотрены доступные для усвоения учащимися средней школы явления, и законы, лежащие в основе работы беспроводной точки доступа Wi-Fi. Для наглядности обучения и формирования у школьников более глубокого понимания принципа действия устройства его описание сопровождается просмотром видеоматериалов (рис. 4).
Принцип действия
В основе работы беспроводной точки доступа Wi-Fi лежат следующие явления и законы:
• генерация электромагнитных колебаний
• связь частоты электромагнитных колебаний с параметрами контура
• модуляция колебаний
• электромагнитное поле как носитель электромагнитного взаимодействия
• свойства электромагнитных волн
• резонанс в электрической цепи
%%
Рис. 4. Принцип действия беспроводной точки доступа Wi-Fi
Модель. Важным элементом учебного модуля является интерактивная модель, позволяющая учащимся познакомиться с особенностями работы беспроводной точки доступа (рис. 5).
Рис. 5. Модель «Беспроводная точка доступа Wi-Fi»
Компонентами интерактивной модели являются:
• '^-Р1-роутер, обеспечивающий беспроводной доступ к уже существующей сети (беспроводной или проводной) или создание новой беспроводной сети;
• сервер-провайдер, предоставляющий услуги доступа к сети Интернет и иным дополнительным услугам;
• стационарный персональный компьютер;
• ноутбук.
Все компоненты модели являются интерактивными. Управление компонентами осуществляется с помощью основных и дополнительных интерактивных элементов.
Укажем основные интерактивные элементы управления: кнопка включения электропитания, обеспечивающая работу Wi-Fi-роутера; поле ввода пароля; кнопка включения электропитания и кнопка доступа к Интернету для управления сервером-провайдером. Компьютер и ноутбук имеют кнопки включения адаптера и поле ввода пароля.
К дополнительным интерактивным элементам относятся всплывающие окна (подсказки с названием объекта) при наведении мыши на объект; всплывающие окна,
характеризующие состояние работы компьютера и ноутбука; задания для самостоятельной работы; помощь («help»); звук.
В учебном модуле представлены его ключевые составляющие: а) представление информации, с использованием статических и динамических иллюстраций; б) ее усвоение и отработка в рамках лабораторной работы: в) контроль на основе проверочных заданий и вопросов.
Применение разработанного нами учебного модуля будет способствовать приобретению учащимися базовых знаний о таком периферийном устройстве как беспроводная точка доступа Wi-Fi.
Была произведена апробация данного модуля в учебном процессе средней школы и педагогического вуза. Учащимся и студентам предлагалось познакомиться с содержанием модуля и выполнить задания по работе с интерактивной моделью беспроводной точки доступа Wi-Fi.
Работа с моделью осуществлялась по инструкции. Ее содержание приведено
ниже.
Цель работы: приобретение базовых знаний по теме «Беспроводная точка доступа Wi-Fi».
Порядок работы
1. Рассмотрите составляющие модели «Беспроводная точка доступа Wi-Fi ». В окне модели изображены: Wi-Fi роутер, сервер-провайдер, компьютер, ноутбук, папка общего доступа.
Предоставляется возможность включения адаптеров компьютера и ноутбука, включение питания точки доступа и сервера-провайдера, а также выхода в Интернет у сервера-провайдера.
Необходимая дополнительная информация приведена во всплывающих окнах (подсказках), отображающих текущее состояние различных объектов модели.
В правом верхнем углу расположена кнопка «help» (помощь), в которой представлены компоненты модели, основные и дополнительные элементы управления.
Можно обратиться к тексту инструкции по работе с моделью, в которой представлены задания для самостоятельной работы (кнопка в левом верхнем углу экрана).
2. Обратите внимание на возможность изменения следующих состояний компонентов модели:
• включение питания точки доступа;
• изменение пароля точки доступа;
• включение питания сервера-провайдера;
• подключение к Глобальной сети сервера-провайдера;
• включение питания Wi-Fi адаптера;
• изменение пароля компьютера и ноутбука.
Результаты виртуального эксперимента (блок вывода данных на экран монитора) демонстрируются в виде следующих изменений:
• при включении питания точки доступа моделируется излучение антенной ро-утера электромагнитных волн;
• при включении сервера-провайдера точка доступа получает сигнал;
• при включенных адаптерах компьютера и ноутбука и при включении питания точки доступа между компьютером и ноутбуком появляется локальная сеть, у пользователя появляется возможность работать с папкой общего доступа;
• при выполнении какого-либо действия появляются всплывающие подсказки, демонстрирующие текущее состояние компьютера и/или ноутбука.
3. Запустите модель. Произвольно изменяя параметры модели, обратите внимание на изменение режимов работы компонентов модели и связей между ними.
4. Выполните задания:
ЗАДАНИЕ 4.1. Обеспечение доступа в Интернет:
A. Включите адаптер ПК или ноутбука.
При этом вы увидите всплывающее окно, сигнализирующее о том, что в сети не обнаружено ни одной беспроводной точки доступа.
Б. Включите питание у Wi-Fi роутера.
При этом вы увидите всплывающее окно, сигнализирующее о том, что вам требуется ввести пароль.
В. Введите пароль на Wi-Fi-роутере и ноутбуке (пароль должен быть одним и тем же).
Если все сделано правильно, то появится всплывающее окно:
Г. Включите питание у сервера-провайдера.
В результате проделанной работы на ноутбуке появился доступ к Интернету.
Д. Представьте отчет о выполненной работе с помощью клавиши «Ргп Sc». ЗАДАНИЕ 4.2
А. Выполните аналогичные действия с компьютером. Б. Ответьте на вопросы:
• при каких условиях и почему появляется локальная сеть?
• при каких условиях и почему появляется доступ к Интернету?
• может ли существовать локальная сеть без Интернета?
В. Представьте отчет о выполненной работе с помощью клавиши «Ргп Бе» и текстового файла.
Практика работы учащихся средних школ и студентов педагогического вуза с данным модулем показала, что он является полезным для применения в учебном процессе и способствует более полному и глубокому усвоению учебного материала.
Автор выражает благодарность проф. Е.В. Оспенниковой и доц. Е.А. Еремину за помощь в подготовке материалов для данной статьи.
Список литературы
1. Боев В.Д., Сыпченко Р.П. Компьютерное моделирование. - М.:ИНТУ-ИТ. РУ, 2010.
2. Дворецкий С.И., Муромцев Ю.Л., Погонин В.А. Моделирование систем. - М.: Изд. центр «Академия», 2009.
3. Ильин И.В., Оспенникова Е.В. Систематизация и метауровень обобщения технического знания как одно из направлений реализации принципа политехнизма в обучении физике // European Social Science Journal. - 2012. - № 3. - С. 111-118.
4. Ильин И.В., Оспенникова Е.В. Формирование системы метатехнического знания как базовой составляющей технической культуры современного школьника / И.В. Ильин, // Педагогическое образование в России. - 2011. - № 3. - С. 208-216.
5. Компьютер для школьников. Углубленные курсы для уже знающих ПК. URL: http://xn--s1ag.xn--e1aenge.xn--p1ai/profil.htm (дата обращения: 12. 05.2014).
6. Оспенникова Е.В. Использование ИКТ в преподавании физики в средней общеобразовательной школе: методическое пособие. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. - 655 с.
7. Оспенникова Е.В. Методологическая функция виртуального лабораторного эксперимента// Информатика и образование. - 2002. - № 11. - С. 83-86.
8. Паничев В.В., Соловьев Н.А. Компьютерное моделирование: учебное пособие. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2008.
9. Скворцова Е. О. Сравнительный анализ технологий Adobe Flash и HTML 5 с точки зрения их использования для реализации технологии дополненной реальности. URL: https://storage.tusur.ru/files/396/%D0%9A%D0%A1%D0%A3%D0%9F-
1001_%D0%A1%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D 1%8C%D0% BD%D1%8B%D0%B9%20%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B7%20%D1%82%D0%B5 %D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B9%20Adobe%20Flash%20%D0% B8%20HTML5.pdf (дата обращения: 12. 05.2014).
10. СоветовБ.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: учеб для вузов. - М.: Высш. Шк., 2001.
