«Исследование и разработка мобильных образовательных приложений». Магистрлік диссертация
 Скачать 4.32 Mb.
|
|
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКЕТТІК ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ ӘОЖ 004.9 Қолжазба құқығында Кожанова Динара Талгатовна МОБИЛЬДІ БІЛІМ БЕРУ ҚОСЫМШАЛАРЫН ЗЕРТТЕУ ЖӘНЕ ӘЗІРЛЕУ 6M070400 - «ЕСЕПТЕУ ТЕХНИКАСЫ ЖӘНЕ БАҒДАРЛАМАЛЫҚ ҚАМТАМАСЫЗ ЕТУ» БАҒЫТЫ БОЙЫНША ҒЫЛЫМ МАГИСТРІНІҢ АКАДЕМИЯЛЫҚ ДӘРЕЖЕСІН ІЗДЕНУГЕ АРНАЛҒАН МАГИСТРЛІК ДИССЕРТАЦИЯ Ғылыми жетекші: PhD докторы Сатыбалдиева А.Ж. Қазақстан Республикасы Қарағанды 2017 Аннотация Магистерская диссертация написана на тему «Исследование и разработка мобильных образовательных приложений». Работа посвящена созданию мобильного образовательного приложения с целью поиска методов, способных повысить интерес учеников к предмету при использовании мобильных устройств. А также провести анализ существующих на рынке решений, способных реализовать этот метод. Электронный учебник, основанный на игровой методике в виде приложения для смартфона или планшета это отличная возможность заинтересовать ребенка в обучении, предоставив ему возможность подойти к процессу обучения в игровой форме, ведь куда интереснее изучать школьный материал с увлекательными заданиями и занимательными примерами. Актуальность темы. Огромное распространение мобильных устройств в мире помогает людям во многих сферах в жизни человека. Но, к сожалению, использование этих устройств для обучения пользуется меньшим спросом, хотя имеет большой потенциал. В наше время ученики в свободное от учебы время в основном используют свои мобильные устройства для развлечения, что в целом не очень хорошо сказывается на успеваемости, но путем реализации учебного материала в виде игровой формы можно добиться интереса к предмету у учащихся. Научная новизна. В силы широкого распространения мобильных устройств во всем мире, учебные заведения упускают возможность их использования в виде платформы для обучения, которая могла бы существенно повысить качество обучения и облегчить работу преподавателей. В ходе разработки мобильного приложения было обнаружено то, что любой преподаватель может перенести свой учебный материал в игровую форму, которая в последующем будет реализована в мобильном приложении полностью соответствующем требованиям преподавателя. Именно поэтому создание электронных учебников для мобильных устройств с использованием игровой формы обучения является перспективным направлением, которое может повысить качество обучения и заинтересованность учеников в предмете. Магистерская диссертация состоит из обозначений и сокращений, введения, трех глав, заключения, списка литературы. Оссновной текст диссертации изложен на 65 машинописных листах. Количество таблиц – 13. Количество рисунков – 45.  Annotation The master's thesis is written on the topic "Research and development of mobile educational applications". The work is devoted to the creation of a mobile educational application in order to find methods that can increase the interest of students in the subject when using mobile devices. And also to analyze the existing solutions on the market that can implement this method. An electronic textbook based on the gaming technique in the form of an application for a smartphone or tablet is an excellent opportunity to interest the child in learning, giving him the opportunity to approach the learning process in a playful form, because it is much more interesting to study the school material with fascinating tasks and entertaining examples. Relevance of the topic. The huge spread of mobile devices in the world helps people in many areas in human life. But, unfortunately, the use of these devices for training is less popular, although it has great potential. In our time, students in their free time mostly use their mobile devices for entertainment, which generally does not have a good impact on academic performance, but by implementing educational material in the form of a game form, you can achieve interest in the subject of the students. Scientific novelty. Due to the wide spread of mobile devices around the world, educational institutions miss the opportunity to use them as a learning platform that could significantly improve the quality of teaching and facilitate the work of teachers. During the development of the mobile application, it was found that any teacher can transfer his educational material into a game form, which in the future will be implemented in a mobile application that fully meets the teacher's requirements. That is why the creation of electronic textbooks for mobile devices using the game form of instruction is a promising direction that can improve the quality of instruction and the students' interest in the subject. The master's thesis consists of notation and abbreviations, introduction, three chapters, conclusion, list of literature. The main text of the thesis is set out on 65 typewritten pages. The number of tables is 13. The number of pictures is 45.  Мазмұны
 Б  елгілеулер мен қысқартуларЭО – Электронды оқулық ОЖ – Операционды жүйе БҚ – Бағдарламалық қамтамасыз ету ДҚ – Деректер қоры JDK – Java Development Kit (Java-ны Әзірлеу Жинағы) SDK – Software Development Kit (БҚ-ны Әзірлеу Жинағы) ADT – Android Development Tool (Android-ты Әзірлеу Құралы) API – Application Program Interface (Қолданбалы Бағдарлама Интерфейсі) ТТ – Техникалық тапсырма   Кіріспе Жұмыстың жалпы сипаттамасы. Қазіргі электрондық технологиялар уақытында қашықтықтан оқыту оқу орындары арасында үлкен танымалдылыққа ие болуда. Ақпараттық технологиялардың дамуы қашықтықтан оқытуға сұранысты тінтті. Егер бұл бұрынырақ ойға сыйымсыз болса, қазір кез келген қалаған адам үйден шықпай кез келген мамандық бойынша диплом алу мүмкіндігіне ие. Бұқаралық ауқымдарда оқыту сапасын көтеру құралы ретінде педагогтар компьютерлік технологияларға үміт артуда. Электронды оқулықтарды шығару, тікелей аудиториядан тікелей эфирде тестілей жүргізу және бейнебаянды трансляциялау – осының барлығы бүгінде кез келген педагогқа қол жетімді. Қашықтықтан оқыту жүйелерінде ақпараттық технологиялардың барлық түрлері қолданылады, бірақ көбінесе қолданылатындары жаңа ақпараттық технологиялар: компьютерлер, мобильді құрылғылар, компьютерлік желілер, мультимедиа жүйелері және т.б. Дәл сол уақытта мобильді құрылғылар үлкен танымалдылыққа және қолданысқа ие болды, олар қазіргі заман адамының өмірін айтарлықтай жеңілдетті. Бірақ, өкінішке орай, бұндай қүрылғылар қашықтықтан оқытудың платформасы ретінде пайдаланылмайды. Мобильді құрылғыларға арналған ойындардың орасан зор көпшілігінен көптеген оқушылар оларды көңіл көтеру үшін пайдаланады, бұл олардың сабақ үлгеріміне кері әсерін тигізеді. Алайда ойындарға деген бұндай құлшынысты оқытудың ойын формасын пайдалана отырып оқудың пайдасына шешуге болады. Смартфондарға немесе планшеттерге арналған қосымша түрінде ойын әдістемесіне негізделген электрондық оқулық бұл оқу процессіне ойын формасында енуге мүмкіндік бере отырып, оқытуда баланы қызықтырудың тамаша мүмкіндігі, қалай дегенмен де жаңа материалды қызықты тапсырмалармен және мысалдармен оқу әлдеқайда қызықтырақ. Тақырыптың өзектілігі. Жер шарында мобильді құрылғылардың кеңінен таралуы адамдарға өмірдің барлық салаларында көмегін тигізуде. Бірақ, өкінішке орай, мұндай құрылғыларды оқытуда пайдалану үлкен әлеуетке ие болса да, аз сұранысқа ие. Бүгінгі таңда оқушылар сабақтан бос уақыттарында көңіл көтеру үшін өздерінің мобильді құрылғыларын қолданады, бұл олардың үлгеріміне жақсы емес ықпалын тигізеді, бірақ ойын формасы түрінде оқу материалын жүзеге асыру жолымен оқушылардың пәнге деген қызығушылығын оятуға немесе арттыруға болады. Бірақ, өкінішке орай, қашықтықтан оқыту жүйесі ойын формасын қолдануға рұқсат бермейді, сондықтан қойылған мақсатқа қол жеткізу үшін өз әзірлемемізге жүгінуіміз керек. Жұмыстың мақсаты мобильді құрылғыларды пайдалану кезінде оқушылардың пәнге деген қызығушылығын арта алатын әдістерді іздестіру. Сондай-ақ бұл әдісті жүзеге асыра алатын нарықта бар шешімдерге анализ жүргізу. З   ерттеу міндеттері:1. Оқушылардың білімге деген қызығушылығын арттыру үшін ойын формасының концепциясын жұмыста көрсету. 2. Білімге деген қызығушылығын арттыру үшін ойын формасын енгізу тиімділігін зерттеу. 3. Мобильді құрылғыларда қолдану үшін ойын формасын енгізу әдістерін зерттеу. 4. Мобильді құрылғылар үшін қосымша түрінде оқытудың ойын формасын жүзеге асыру. Қосымшаны әзірлеу кезеңдері: Талаптарды талдау және жинау; Жобалау және техникалық тапсырма, прототип; Қосымша дизайны; Әзірлеу және тестілеу; Іске қосу және Google Play-де жарыққа шығару. Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы: қазіргі заман талаптарына сәйкес мобильді құрылғылардағы мобильді қосымшалардың көмегімен оқушылардың білімін арттыруда. Ғылыми жаңалық. Бүкіл әлемде мобильді құрылғылардың кең таралуы есебінен оқу орындары оларды оқыту үшін платформа түрінде пайдалану мүмкіндігін жіберіп алуда, бұл оқыту сапасын көтеруге және оқытушылар жұмысын жеңілдетуге айтарлықтай септігін тигізер еді. Зерттеу нәтижесінде оқушылардың пәнге деген қызығушылықтары мен оқу сапасы артып, оқытушылардың уақытты үнемдеулеріне қолайлы жағдай жасалды. Диссертацияның құрылымы және көлемі. Берілген диссертациялық жұмыс кіріспеден, 3 тараудан тұратын негізгі бөлімнен, қорытындыдан және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Диссертацияның көлемі 65 бетті құрайды. 1 Мобильді құрылғыларға қосымшалар құрудың негіздері 1.1 Мобильді құрылғылар платформалары мен құру жабдықтарына анализ Бұл ғылыми-зерттеу жұмысты орындау кезінде жасаушы құралдардың жаңашыл тәсілі Android платформасы, Java обьектіге бағытталған программалау тілі және мобильді құрылғылардың Android SDK құралы қолданылды. Бүгінде мобильді құрылғылар нарығында үш компанияның басымдылығын байқауға болады. Оларды қолданушылар арасындағы танымалдылығы бойынша бөлетін болсақ, бірінші орында Apple, iOS платформасы (iTunesAppStore), екінші Google, Android платформасы (AndroidMarket), үшінші Microsoft, Windows Phone платформасы (Windows marketplace). Олармен қатарSymbian, BlackBerry OS и HP webOS платформалары да бар. Шет ел мамандары мобильді құрылғыларға арналған мобильді қосымшалардың қарқынды дамып кетуін алдынан болжаған болатын. 2009 жылдың өзінде IDC маркетингтік–аналитикалық агенттігі 2013 жылға қарай әлем бойынша 1,19 миллиардтан астам маман (жалпы жұмыс күшінің 34,9%– ы) мобильді технологияларды қолданатынын айтқан болатын. Қазақстанда мобильді технологиялардың дамуы жоғарыда айтылған әлемдік даму қарқынынан төмен. Қазақстанда мобильді қосымшаларды жасау және ендірумен айналысатын компаниялар көп емес. Көптеген мобильді қосымша жасаушылар өздері жұмыс жасауда. Бұған себеп – сұраныстың болмауы. Мобильді қосымшалар бағасының жоғары болу себебінен аз сұанысқа ие болып отыр. Қазірге Қазақстанда мобильді қосымшаларға тек бірнеше үлкен банктер, интернет алаңдар және БАҚ ие. Қазнет мониторингі нәтижесінде танымал мобильді қосымшалар тізімі жасалды. Мысалға, MobileCreators командасы iOS және Android үшін «People o'Clock», «DialerOne», «Кинозавр» және «GQ BarLab» қосымшаларын жасады. «Глатис» студиясы өзінің iDrive.kz сайтына Android платформасында «iDrive: ПДД и штрафы РК» қосымшасын жасап шағарды. Және де Homebank.kz iPhone қосымшасының және Альянс–Банктың iOS қосымшасының дизайын құрды. Kaznetmedia командасымен iOS және Android үшін «NewsBox» және Apple компаниясының құрылғылары үшін «Bnews.kz», «7 канал (Казахстан)», «Фокус», «Вести» және «PM.kz» қосымшалары жасалды. Android қосымшаларынның арасынан қазақ тілінде жазылған шығармаларды табуға болады. Бірақ бұл қосымшалар бір немесе бірнеше автордың шығармалар жинағы болып табылады және басқа шығармаларды оқуға мүмкіндік бермейді. Мобильді құрылғыларға қосымша түсінігі. Мобильді қосымша – мобильді телефон, коммуникатор, смартфон және т.б. мобильді құрылғыларға арналған бағдарламалық жабдық. Мобильді қосымшалар бастамада жалпы құрылғының тиімділігін арттыру және ақпарат беру мақсатында жасалған болатын. Мысалға: электронды хат жолдау, күнтізбе, контактілер, фондтық биржа және ауа райы қосымшалары. Дегенмен көпшілік сұраныс пен қосымша жасау құралдарының дамуы мобильді ойындар, GPS және оның негізіндегі сервистер, банкинг, ұсыныс қабылдау, билет сату секілді қосымшалардың пайда болуына әкелді. Android операциялық жүйелердің арасында жаңалық болып табылады. Бұл операциялық жүйе мобильді құрылғылардың кең шеңберіне арналған. Android операциялық жүйесi коммуникаторларға, планшеттi компьютерлерге, смартфондарға және нэтбуктерге орнатылады. Бұл жүйенi жасап шығарған – «Android Inc.» компаниясы.Бұл компанияны кейін «Гугл» (Google) компаниясы сатып алған болатын. Қазiргi уақытта Android негізіндегі жүйелерді даму және өндіруді «OpenHandsetAlliance» компаниясы қолға алған. «OpenHandsetAlliance» Гугл ғана емес, сонымен қатар Моторола, HTC, Интэл, Самсунг және көптеген басқа да техникалық өндiрiс алыптарын біріктіреді. Android операциялық жүйесi Linux операциялық жүйесi негiзінде жасалған. Бiрақ Linux–тің барлық ерекшеліктерін қамтымайды. Бұл «Дэлвик» виртуалды машинасын пайдаланумен байланысты. Барлық программалық жабдықтың жұмысы осы виртуалды машинада атқарылады. Өндірушілер бір орында тұрмайды. Android жүйесi үнемi жетiлдiріліп және техниканың жаңа түрлерiне ендiрілуде. Android операциялық жүйесi 2008 жылдың қыркүйегінде пайда болды. Бастапқыда ол Т–Мобайл Г1 (T–MobileG1) коммуникаторы үшiн жасалды. Жарты жылдан кейiн жаңа, жетiлдiрiлген әрі өте ыңғайлы 1.0 нұсқасы пайда болды. 2009 жылы операциялық жүйенің төрт жаңартуы таныстырылған болатын. Осылай, ақпанда әр түрлi қателердi түзетумен 1.1 нұсқасы шықты. Сәуiрде және қыркүйекте тағы екi жаңарту жарыққа шықты – 1.5 «Cupcake» және 1.6 «Donut». «Cupcake» жаңартуы маңызды өзгерiстердi алып келдi: виртуалды пернетақта, видео жазу және ойнату, браузер және т.б. «Donut» жаңартуында алғаш рет әр түрлi экранның тығыздығы мен кеңейтілімдерін және CDMA желiлерiн қолдау пайда болды. Сол жылдың қазанында Google–дың бiрнеше аккаунттарын қолдануға мүмкіндік беретін, HTML5 тiлін және басқа да жаңалықтарды қолдайтын браузерi бар Android 2.0 «Eclair» операциялық жүйесi жасап шығарылды. 2010 жылдың ортасында Google «Froyo» атауымен Android 2.2 нұсқасын, ал 2010 жылдыдың соңында – Android 2.3 «Gingerbread» нұсқасын таныстырды. «Froyo» жаңартуынан кейiн смартфонды қолжетімділік нүктесі ретiнде пайдаланып, смартфонда дәстүрлi цифрлық немесе әрiптiк – цифрлы кілттерді қолдануға мүмкіндік пайда болды, ал «Gingerbread» жаңартуы «көшiру және қою» функцияларына толық бақылау жүргізуге, қоректi басқару және қосымшаларды бақылауды жақсартға, бір құрылғыда бiрнеше камераларды пайдалануға және т.б. мүмкіндік берді. 2011 жылдың 22 ақпанында планшеттарға бағытталған Android 3.0 «Honeycomb» нұсқасы ресми таныстырылған болатын. 2011 жылдың 19 қазанында шыққан Android 4.0 «IceCreamSandwich» – планшеттерде және смартфондарда қолдануға арналаған алғаш әмбебап нұсқа. 2012 жыл операциялық жүйенiң «JellyBean» нұсқасына дейін жаңартуын әкелді. Ол маусым айында 4.1–шi нұсқа ретінде таныстырылды, ал қазанның соңында шағын жаңартудан кейiн өз нөмiр 4.2–ге ауыстырды. 2008 жылдың 22 қазанында GoogleAndroid операциялық жүйесі үшiн онлайн қосымшалар дүкенi – AndroidMarket–тің ашылуы туралы жариялады. Келiсiмге бойынша өңдірушiлер – 70 %, мобильді байланыс операторлары 30 % пайдаға ие болады. 2009 жылдың ақпанда АҚШ және Ұлыбритания өңдірушiлері AndroidMarket–гі өз қосымшалары үшiн төлем алу мүмкiндiгiн алды. SonyEricsson – AndroidMarket қосымшалар дүкенiнде өз онлайн арнасын iске қосқан бірінші компания. Арнада компания қолдануға кеңес беретін ойындар және қосымшалар таныстырылған. 2011 жылдың желтоқсанына дейін AndroidMarket–тен 10 миллиард қосымша жүктеп алынған болатын. Google компаниясы 2012 жылдың наурызында «Кiтап», «Android Market», «Музыка» және т.б. мультимедиа сервистерiн Google Play бiртұтас сервисіне топтастыды. Google Play интернет дүкені 190 елде жұмыс iстейдi, 700 мыңнан астам қосымшаны қамтиды, ал сервистiң жұмыс уақытында 25 миллиард шамасында жүктеу жасалған.Windows Phone – 2010 жылдың 11 қазанында жарық көрген Microsoft компаниясымен құрастырылған мобильді операциялық жүйе.21 қазаннан бастап жаңа платформаға құралған алғашқы құрылғылар сатылуға түсе бастады. Windows Phone сәйкес болмаса да Windows Mobile операциялық жүйесінің толығымен жаңартылған интерфейсі бар және алғашқы рет Microsoft–тың Xbox Live және Zune медиаплеері қызметі интеграцияланған ізбасары саналады. Жүйенің тұсаукесері Барселонада өткен Mobile World Congress 2010 шарасына байланыстырылды. 1.2 Eclipse IDE платформасы туралы Eclipse IDE. Eclipse IDE – Java бағдарламалау тілінде қосымшаларды өңдеуге арналған біріктірілген өңдеу ортасы және есептеу техникасы, платформасы фреймворкі. Өзге бағдарламалау тілдері JavaScript, PHP, Python (Eclipse IDE 7–нұсқасында қосылмаған), Groovy, C, C++, Scala , Clojure және өзгелері. Eclipse IDE IDE 7.0 нұсқасында Ruby және Ruby on Rails бағдарламалау тілдері алынып тасталды, дегенімен қосымша plug–in ретінде орнатуға болады. Eclipse IDE жобасының демеушiсі Oracle компаниясы болып табылады, дегенмен Eclipse IDE ортасын жасауды бағдарламашылардың тәуелсiз бiрлестiгі (Eclipse IDE Community) және Eclipse IDE Org компаниясы жүргiзедi. Сапа және мүмкiндiктері бойыша Eclipse IDE соңғы нұсқалары Java тілінде бағдарламалауға арналған IntelliJ IDEA секілді коммерциялық біріктірілген өңдеу орталарынан кем түспейді. Eclipse IDE рефакторинг, ортаның жұмыс мiнездемелерiн жинақтау, синтаксистiк құрылымдарды түспен ерекшелеу, енгізіліп жатқан құрылымдарды автоматты түрде толықтыру, алдын ала анықталған код үлгiлерi және т.б. мүмкіндіктерді қолдайды. Eclipse IDE ортасында бағдарлама жазу үшiн, ортаны орнатуы үшiн және оның жұмысына алдын ала орнатылған Sun JDK немесе J2EE SDK–тың қажетті нұсқасы болуы керек. Eclipse IDE ортасында J2SE және J2EE платформаларына арнап бағдарламалау қамтамасыз етілген. Eclipse IDE 6.0 нұсқасынан бастап жүйеде қосымша құрамдас бөлiктердi орнатпай J2ME, C++ мобильді платформаларына және PHP платформасына арнап бағдарламалау мүмкіндігі бар. Eclipse IDE Java тілінде жазылған, ол Windows, OS X, Linux, Solaris ОС және өзге JVM бар платформаларда істеледі. Eclipse IDE мүмкiндiктері. Eclipse IDE 6.1 нұсқасы UML, SOA, мобильді телефондарға қосымшалар жасау үшiн арналғын J2ME құралдарын, Ruby бағдарламалау тілін (Ruby on Rails – ты қоса) қолдайды. 6.5 нұсқасында PHP тiлін қолдау қосылған. Және де тестілеуді қолдау үшiн Python модулі қосылған. Eclipse IDE бағдарламашыларға ортаның мүмкiндiктерін кеңейтуге мүмкіндік беретін плагиндерді қолдайды. Танымал плагиндердің бiрi – iReport (JasperReports кiтапханасына негiзделген) қуатты есептер дизайнерi. Eclipse IDE Microsoft Windows, Linux, FreeBSD, Mac OS X, OpenSolaris және Solaris (SPARC үшiн де, сол сияқты x86 – Intel және AMD үшiн де) платформалары үшiн дайын дистрибутивтер түрiнде таратылады. Барлық қалған платформал үшiн Eclipse IDE–ты түпнұсқалардан компиляция жасау арқылы алу мүмкiндiгi бар. Eclipse IDE 6.7 нұсқасында Project Kenai, Groovy тiлін және Grails веб– фреймворкін қолдау қосылған. 6.8 нұсқасында Symfony PHP–фреймворкін қолдау, ал 6.9 нұсқасында Zend Framework–ты қолдау мүмкіндігі бар. Eclipse IDE 7 нұсқасында өндiрушi Ruby және Ruby on Rails тiлдерін қолдаудан бас тарытты (Ruby and Rails құрамдас бөлiктерін дамытуды бiрлестiк өз қолына алды). Қорыта келгенде, соңғы Eclipse IDE нұсқалары «қораптан» Java (Java FX, Java ME, Java EE–ды қоса), C/C++, Groovy, PHP, HTML, JavaScript, CSS–ты ғана қолдайды және де Eclipse IDE 7 нұсқасында UML-моделдеу құралдары қарастырылмаған. Eclipse IDE тарихы. Eclipse IDE ортасын жасау 1996 жылы Xelfi атауымен Прага Карлов университеттiң математика және физика факультінiң басшылығымен студенттердің Java IDE жасау жобасы ретiнде басталды. 1997 жылы Станек Роман жоба негізінде компания құрып, 1999 жылы Eclipse IDE IDE құқықтарын Sun Microsystems–ке беруге дейiн ортаның коммерциялық нұсқаларын шығарумен айналысты. Sun келесi жылдың маусымында Eclipse IDE IDE ортасының бастапқы кодтарын жариялады. Соңғы нұсқалар |