Методика изучения основ программирования в среде VBA в школьном курсе информатики

Программирование – это наиболее важный раздел курса  «Информатика и ИКТ», изучение которого позволяет решать целый ряд задач. Как и математика, программирование очень хорошо тренирует ум, развивает у человека логическое и комбинаторное мышление.

Современная система программирования Visual Basic позволяет легко создавать полноценные Windows-приложения. Это не только полезное, но и очень интересное занятие. Программирование осуществляется на современном диалекте языка Бейсик - Visual Basic. Этот язык программирования наиболее прост и доступен для школьников, об этом позаботились высококлассные специалисты фирмы Microsoft. Бейсик выгодно отличается от других языков своей простотой и наглядностью. Как показывает многолетняя практика обучения этому языку, школьники  легко осваивают его основные конструкции, быстро начинают писать работающие программы. Бейсик - это язык, на который «делает ставку» одна из ведущих фирм в области разработки компьютерных технологий - компания Мicrosoft. Новейшие версии Visual Basic встраиваются в новейшие системы, разрабатываемые этой фирмой (например, в редактор электронных таблиц Excel в качестве языка для написания макрокоманд). С помощью Visual Basic можно создавать приложения практически для любой области современных компьютерных технологий: бизнес - приложения, игры, мультимедиа, базы данных. При этом приложения могут быть как простыми, так и очень сложными, в зависимости  от поставленной задачи. 

Поэтому в настоящее время Basic уже не считается учебным языком  - знание Visual Basic и его диалектов (VBA, VBScript) становится необходимостью для современного программиста любого уровня. В этом состоит актуальность темы данной курсовой работы.



   Целью данной курсовой работы является изучение основных методик разработки обучающих моделей при помощи Visual Basic.

   Основными задачами являются:

Ознакомиться со средой Visual Basic;

Изучить обучающие модели;

Научиться разрабатывать обучающие модели  на Visual Basic.

Объектом исследования данной курсовой работы являются обучающие модели.

Предметом исследования является разработка обучающих моделей при помощи Visual Basic.

Метод исследования: анализ учебной литературы.

1.1 Основные понятия объектно-ориентированного визуального программирования.

В Visual Basic реализована модель объектно-ориентированного событийно - управляемого программирования. Основным понятием в объектно-ориентированном программировании является  объект. Объект – программная конструкция, объединяющая наборы данных, программы для их обработки и интерфейс для взаимодействия с внешней средой. Важным компонентом Visual Basic является наличие библиотек типовых объектов. Эти объекты можно вставлять в программу без каких-либо изменений или изменив некоторые их свойства. Видимые или визуальные объекты Visual Basic используются для создания средства общения пользователя и приложения. Это средство принято называть пользовательским интерфейсом. Большинство объектов служат для организации ввода данных в программу, вывода данных на печатающие устройства или экран, для изменения хода работы программы. Каждый из объектов передает в приложение сообщение о произошедшем событии – нажатии клавиши, щелчке мыши, т.е. о действии оператора. В связи с этим их называют еще элементами управления. Это, например, командные кнопки, клавиши, текстовые поля, рамки и окна для рисунков и пр.  Объекты обладают свойствами, могут использовать методы и реагируют на события.

Свойства объекта (Properties) – характеристики объекта, определяющие его внешний вид и выполняемые им функции. События объекта (Events) – действия, на которые объект реагирует. 

Параметры – список переменных с указанием типа.

А) Главное окно среды напоминает окна Windows: есть строка заголовка, главное меню и панель инструментов. 

Заголовок состоит из названия системы программирования Microsoft Visual Basic, левее этих слов расположено название проекта - Project1. Это название Visual Basic присвоил автоматически, его можно заменить каким-либо более осмысленным. В правой части заголовка надпись [design] - дизайн - конструирование, разработка, это слово отражает этап работы над проектом. Другие возможные этапы работы: [run] - выполнение и [break] - прерывание. Строка меню и панель инструментов во многом совпадают с меню и панелью Windows, однако, в них имеются меню и инструменты, которые обеспечивают доступ к специальным средствам Visual Basic. 

Строка меню состоит из заголовков меню, которые содержат все команды, необходимые при работе с Visual Basic. Меню File, View, Edit, Window и Help являются характерными для Windows и приложений Windows, но имеют ряд особенностей. 

File - Файл - содержит команды управления файлами проекта, 

Edit - Правка - применяется при редактировании текста программ, 

View - Вид - позволяет изменять конфигурацию интегрированной среды. В меню Вид  имеется команда Toolbars - Панели инструментов. Эта команда вызывает диалоговое окно со списком дополнительных панелей инструментов, каждая из которых может быть помещена в интегрированную среду. 

Project - Проект - содержит команды управления компонентами проекта и используется на этапе конструирования. 

Format - Формат - позволяет изменять размеры объектов, размещенных в окне форм и их взаимное расположение в этом окне. 

Debug - Отладка - применяется при внесении исправлений в код программы и контроле над ходом выполнения процедур. 

Tools – Инструменты - содержит инструменты для автоматизации написания текстов программ. 

Add-Ins - Подключить - позволяет использовать дополнительные ресурсы. 

Последнее меню в строке - Help - Помощь. 

Панель инструментов Toolbar  значительно ускоряет и упрощает доступ к командам меню Visual Basic. 

    Б) Окно конструктора форм. В серединной части экрана расположено окно проектов, озаглавленное Project1 - Form1 (Form). Оно является основным во время создания интерфейса будущего приложения. Внутри этого окна размещено окно дизайнера (конструктора) форм, чаще его называют просто окном форм. Его название Form1, автоматически присваивается Visual Basic, и должно быть впоследствии изменено. На этапе конструирования проекта на поверхности окна форм размещают необходимое количество объектов, предназначенных для управления приложением. Поверхность окна форм в режиме конструирования покрыта точками. Эти точки являются узлами координатной сетки и служат для облегчения размещения объектов на форме.

    В) Панель элементов (ToolBox). В левой части экрана вертикально расположена панель или палитра объектов (элементов). Она содержит набор специальных инструментов - графических объектов, которые можно размещать в окне форм. Поместить объект на форму можно двумя способами: 

Дважды щелкнув мышью на кнопке панели. При этом выбранный элемент помещается в  центр окна форм, а далее его можно перетащить на нужное место;

Выбрать (щелкнув мышью) кнопку панели, затем переместить курсор мыши на нужное место окна форм, и, удерживая левую клавишу мыши нажатой (при этом появится «резиновый» прямоугольник), отметить область, в которую будет помещен создаваемый объект. 

Для удаления элемента с формы используют стандартные команды удаления объектов Windows, например, с помощью контекстного меню. 

    Г) Окно Свойства объекта (Properties). Используется, чтобы задать свойства формы и размещенных на ней объектов на этапе проектирования. Это окно содержит перечень тех свойств объекта, которые пользователь может изменить. Окно выполнено в виде таблицы, каждая строка которой содержит два поля. В левом поле записано название свойства, в правом - значение свойства. Значения свойств можно изменять непосредственно в окне Properties. Способы изменения свойств объекта: 

в правое поле можно ввести значение свойства. Свойство будет изменено, если новое значение допустимо; 

значение свойства можно выбрать из предложенного списка, нажав в правом поле кнопку с треугольником;

щелчок по кнопке с многоточием в правом поле вызовет стандартное диалоговое окно Windows, позволяющее выбрать допустимое значение свойства. Замечание: кроме визуальных способов изменения свойств, имеется менее наглядная, но иногда необходимая возможность программного присвоения значений свойств объектов в коде (тексте) процедур Visual Basic. 

    Д) Окно проводник проекта (Project Explorer) позволяет анализировать структуру проекта и его состав. Приложение Visual Basic на этапе разработки состоит из нескольких файлов, которые все вместе составляют проект. В самом простом случае этих файлов два: для хранения формы и самого проекта. По мере усложнения проекта, количество файлов увеличивается. Проводник демонстрирует иерархическую структуру проекта. Окно проводника содержит три кнопки: View Code - показать окно кодов, View Object - показать окно форм и Toggle Folders - открыть/закрыть папку, содержащую список объектов. 

Форма (Form) – контейнер, содержащий другие элементы управления, аналог окна Windows.

Метка (Label) – элемент управления, применяемый для вывода информации. Другое название объекта  - этикетка.

Командная кнопка (Command Button) – элемент, применяемый для интерактивного управления работой приложения.

Текстовое поле (Text Box) – элемент управления, применяемый для ввода и вывода информации.

Переключатели (Option Button): обычно образуют группу и помещаются внутри фрейма, обеспечивая для пользователя возможность выбора 1 из предложенных вариантов.

Флажки (Check Box): используются для размещения на форме данных, которые могут иметь одно из 2 значений.

Фрейм (рамка) – элемент управления, который служит контейнером для других элементов управления.

Переменные: имя, тип, способы объявления

		Имя: латинские и русские буквы, цифры, символ подчеркивания. Начинается с буквы. Максимально 255 символов.

Тип:

1) Числовые:

Byte: целые числа от 0 до 255

Integer: целые числа от -32768 до 32767

Long: длинные целые

Single: вещественные одинарной точности

Double: вещественные двойной точности

Currency: денежный формат (числа с фиксированной точкой)

2) Символьные:

String: переменной длины

String*n: фиксированной длины

3) Особые типы:

Boolean: логический тип; Date: тип дата/время

Object: объектный тип; Variant: стандартный тип (по умолчанию)

Объявление переменных:

		Явное объявление (с помощью специального оператора Dim, Private, Static, Public): Dim имя переменной [As тип переменной]  Например: Dim f As Integer

		Неявное объявление (с помощью специального символа %, &, !, #, @, $ после имени переменной): S% (тип Integer), Y# (тип Double)

Время жизни переменных:

По времени жизни переменные делятся на:

Динамические: существуют, пока выполняется породившая их процедура.

Статические: сохраняют свои значения после окончания работы процедуры. Их необходимо объявлять: Static имя переменной [As тип переменной]. Такие переменные часто используют для подсчета количества.

Зона видимости переменных:

Локальные:

А) локальные для процедуры: описываются внутри конкретной процедуры оператором Dim или Private. Такие переменные нельзя использовать из других процедур.

Б) локальные для формы: описываются в разделе общих объявлений General Declaration этой формы оператором Dim. Такие переменные можно использовать из всех процедур кода для данной формы.

Глобальные: описываются в разделе общих объявлений General Declaration программного модуля проекта (файл с расширением bas) оператором Public. Такие переменные можно использовать из всех процедур проекта.

Основные графические методы:

		Сls: объект.Cls

Удаляет графические изображения, созданные в результате работы графических методов.

		Pset: объект.Pset(X,Y) [, цвет] 

Построение точки, например, команда Pset (300,100), RGB(0, 0, 255) строит точку на текущей форме с координатами x = 300, y = 100 ярко-синего цвета.

		Point: объект.Point(X,Y)              Возвращает RGB-цвет точки.

		Line: объект.Line(X1,Y1)-(X2,Y2) [, цвет, B/BF] 

		Circle: Построение окружности, эллипса, дуги, сектора.

объект.Circle(X,Y), радиус [, цвет, начальн. угол, конечн. угол, коэффициент сжатия]

Здесь (X,Y) – координаты центра, начальный и конечный углы задаются в радианах для построения дуг (от 0 до 2 или от 0 до -2) и секторов (углы должны принимать отрицательные значения), коэффициент сжатия задается для построения эллипса.

		Print: объект. Print числовое или строковое выражение   

В методе Print можно использовать функции Spc(n) (задает количество пробелов перед печатаемым значением) и Tab(n) (выполняет печать, начиная с n-ой позиции строки), например: команда Print Tab(20) “задача” печатает слово “задача”, начиная с 20-ой позиции строки. 

Данный раздел состоит из следующих тем.

Тема 1 (6 часов). Графика в Visual basic. 

В этой теме рассказывается о том, как определить систему координат и единицу измерения на форме, элементе PictureBox и объекте Printer, как использовать графические методы, элементы управления Shape и Line, и разместить точечных рисунков на форме и элементе PictureBox, а так же, как в своих проектах использовать метод PaintPicture., как использовать цвет в Visual basic. 

Тема 2 (4 часов). Область видимости переменной. Модули кода. Статические переменные. Определяемые пользователем типы (структуры). 

Довольно сложная тема в VB. В начале определяется, как (с помощью ключевых слов, определяющих переменную и по местоположению определения переменной в коде проекта правильно определять видимость переменной величины). В связи с указанной проблемой рассматривается вопрос о модуле кода: как его сделать, какие переменные рационально определять в модуле кода.

В этой теме рассматривается вопрос о статической переменной - такой локальной переменной, которая сохраняет свое значение после завершения процедуры определяемые пользователем типы данных. Создание проекта, имеющего пользовательские типы данных. 

Здесь же рассматривается вопрос, как сделать пользовательский тип данных и задать область видимость переменных пользовательского типа. 

Тема 3 (10 часов). Процедуры и функции в Visual Basic. Диалог с пользователем.

На занятии рассказывается, как в своих проектах использовать команду и функцию MsgBox. Кроме этого в занятии объясняется, как создавать новые процедуры и функции. 

На слледующем занятии рассмотрены и разобраны на конкретных практических примерах возможности использования процедур и функций в проектах такие как передача параметров процедурам и функциям, именованные аргументы процедур и функций, необязательные аргументы в процедурах и функциях, обсуждаются вопросы грамотной документации процедур и функций и многократного использования процедур и функций в нескольких проектах.

Тема 4 (6 часов). Работа с массивами элементов управления в Visual basic.

Рассматриваются такие вопросы, как создание массива элементов управления во время проектирования, пополнение массива элементов управления во время выполнения проекта, удаление элементов управления во время выполнения программы. 

Еще не так давно упоминание Basic в качестве языка программирования вызывало лишь снисходительную усмешку у большинства профессиональных разработчиков ПО. 

За прошедшие годы Microsoft Visual Basic (VB) превратился в самый популярный в мире инструмент разработки приложений. Более того, знание его основ сегодня фактически является обязательным для всех программистов, какими бы средствами они не пользовались. Это объясняется двумя взаимосвязанными факторами. Во-первых, VB очень широко распространен и используется не только в качестве самостоятельного средства, но и в виде системы программирования, встроенной в многочисленные прикладные программы (в частности MS Office). Во-вторых, превратившись в серьезный профессиональный инструмент, VB остался очень удобным средством для обучения программирования и решения небольших задач. 

В ходе написания данной курсовой работы поставленные цели достигнуты.