Mobilní e-learningové nástroje Martin Holas Brno, 2009 1 Masarykova univerzita Fakulta informatiky ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Datum: 25.5.2009 Student(ka): Martin Holas Program: Aplikovaná informatika Vedoucí práce: Mgr. Tomáš Gregar Katedra (pracoviště): Název práce: Mobilní e-learningové nástroje Mobile e-learning tools Zadání: * Analyzovat nabídku free či open-source nástrojů, utilit, programů pro studijní účely v rámci Aplikované informatiky a provést rešerši nalezených nástrojů * Přitom se zabývat možností využití nástrojů v českém prostředí, v prostředí MU a při studiu Aplikované informatiky na MU; pokusit se identifikovat i ná- stroje, které by se daly využít. * Analyzovat možnost práce se zkoumanými nástroji z kapesních počítačů (PDA), komunikátorů či mobil. * Analyzovat možnosti vývoje studijních nástrojů pro PDA v prostředí .NET a na základě těchto informací naprogramovat aplikaci pro interaktivní podporu studia předmětu IB102 - Automaty a Gramatiky na FI MU. Základní literatura: Microsoft Developer Network, © 2009 Microsoft Corporation. Dostupné na http://www.msdn.com Windows Mobile 5.0 Pocket PC SDK Documentation, ©2005 Microsoft Corporation 2 Prohlášení Prohlašuji, že tato práce je mým původním autorským dílem, který jsem vypracoval sám. Všechny zdroje a literaturu, které jsem při vypracování použil nebo z nich čerpal, v práci cituji s uvedením úplného odkazu. Vedoucí práce: Mgr. Tomáš Gregar 3 Shrnutí Cíle práce jsou tři. Zanalyzovat aktuální nabídku a stav volně či open-source dostupných nástrojů pro podporu studia bakalářského programu Aplikovaná informatika na FI MU. Zhodnotit a po- rovnat postupy vývoje aplikaci pro platformu Windows Mobile. Na základě těchto informací navrhnout a implementovat aplikaci pro podporu studia předmětu „Automaty a gramatiky“, ob- sahující vizualizaci automatů a testování dat. 4 Klíčová slova e-learning, mLearning, PDA, smartphone, Automaty a gramatiky, Windows Mobile 5 Obsah 1 Úvod.................................................................................................................................................7 2 Možnosti vývoje aplikací pro mobilní zařízení................................................................................8 2.1. Platformy a operační systémy..................................................................................................8 2.1.1. Definice základních pojmů..............................................................................................8 2.1.2. Rozdělení mobilních platforem.......................................................................................8 2.2. Nativní kód............................................................................................................................11 2.3. Spravovaný kód.....................................................................................................................12 3 Analýza dostupných řešení.............................................................................................................15 3.1. Obecné nástroje pro zobrazení studijních materiálů..............................................................15 3.2. Překladové slovníky...............................................................................................................15 3.3. Výkladové slovníky...............................................................................................................16 3.4. LMS.......................................................................................................................................17 3.5. Matematické nástroje.............................................................................................................17 4 Vývoj v prostředí .NET pro Pocket PC..........................................................................................18 4.1. .NET Compact Framework....................................................................................................18 4.2. Návrh uživatelského rozhraní pro mobilní platformy............................................................19 4.2.1. Ovládací prvky v systémech Windows Mobile.............................................................20 4.3. Architektura Windows Mobile ..............................................................................................24 4.3.1. Knihovna tříd Microsoft.WindowsMobile....................................................................24 4.3.2. Knihovna tříd Microsoft.WindowsCE.Forms................................................................25 5 Aplikace pro vizualizaci konečných automatů...............................................................................27 5.1. Konečný automat...................................................................................................................27 5.2. Implementace konečného automatu......................................................................................28 5.3. Implementace validace slov nad konečným automatem.......................................................29 5.4. Uživatelské rozhraní aplikacemi...........................................................................................30 5.5. Vstupní a výstupní operace...................................................................................................32 6 Závěr...............................................................................................................................................34 6 1 Úvod Vzdělání se stalo v moderním věku synonymem pro úspěšný životní start mladého člověka. V pří- padě informatiky je ovšem možné jít v myšlence dále a bez obav tvrdit, že studium se rychle stalo celkovou náplní života každého člověka, který se této vědní disciplíně věnuje, ať už pracovně nebo ve svém volném čase. Jen málo oborů prochází natolik hektickým, dynamickým vývojem a nic nenaznačuje tomu, že by toto tempo mělo polevit. Spíše naopak. Údělem informatika je tak nejen počáteční investice do časově velmi náročného nabytí počátečních vědomostí na střední či vysoké škole, ale celoživotní přizpůsobování se nejnovějším trendům, technologiím a moderním postu- pům. Je přirozená tendence příjem takového množství informací co nejvíce usnadnit a zeefektivnit. Technologický pokrok takové možnosti přináší a lze je obecně označit pojmem e-learning, podpora vzdělávání s využitím výpočetní techniky a sítě Internet. Obzvláště Internet lze právem považovat za milník ve způsobu, jakým lidstvo chápe získávání informací. Takřka vše a z celého světa je doslova na dosah ruky, otázkou několika kliknutí. Doba vyhledání potřebných informací se s použitím sofistikovaných vyhledávacích algoritmů zkracuje. Jsou k dispozici objemné encyklope- die, odborná diskuzní fóra, elektronické knihy a další materiály. Se stále větším důrazem na miniaturizaci zařízení a rostoucí potřebou moderního člověka být mobilním začíná do popředí vycházet pojem mLearningu. Ten je možné definovat jako mobilní e-learning, tj. podporu vzdělávání s využitím mobilních elektronických prostředků, zpravidla pak osobních komunikátorů, počítačů nebo mobilních telefonů. Nový úhel pohledu na způsob vzdě- lávání znamená pro uživatele větší nezávislost na čase i prostoru, pro vývojáře ovšem také nové vý- zvy. Je nutné vyřešit nejednotnost a omezení standardů, operačních systému, rozlišení displejů mo- bilních zařízení a HW specifikací obecně. Je nutné zanalyzovat také možnosti využití již existují- cích e-learningových materiálů v mobilním prostředí. Cílem práce je takovou analýzu provést, identifikovat možnosti a nástroje pro vývoj aplika- cí pro mobilní e-learning a nakonec uvést příklad a způsob řešení konkrétního projektu. 7 2 Možnosti vývoje aplikací pro mobilní zařízení 2.1. Platformy a operační systémy 2.1.1. Definice základních pojmů HW Platforma Pojem všeobecně chápaný jako typ hardware, který má společnou podporu množiny aplikací, ope- račních systému a disponuje podobnou (z hlediska využití a kompatibility) skupinou HW kompo- nent, především pak co se týče komunikačních rozhraní s ostatními zařízeními a prvků uživatelské- ho rozhraní. Mezi typické příklady mobilních HW platforem patří Pocket PC, Smartphone, Tablet PC, Palm PC. SW Platforma Podobně jako v případě HW platformy, ovšem v projekci na software. Jedná se především o prostředí, na kterých fungují aplikace naprogramované pro podporu dané SW platformy. Mezi dvě nejrozšířenější SW platformy patří Java a .NET Framework, resp. odvozené Java Micro Edition a .NET Compact Framework, které jsou zaměřené na použití na mobilních zařízeních. Operační systém Hlavní řídící program, jehož úlohou je zpřístupnit hardwarové komponenty aplikacím a zprostřed- kovaně i uživatelům. Z hlediska mobilních zařízení jsou typickými představiteli Windows Mobile, Smartphone, Palm OS. 2.2. Základní rozdělení mobilních HW platforem Pro účely textu jsou dále považována za mobilní zařízení pouze ta, která lze přenášet a manipulovat s nimi v jedné nebo obou rukou. Obecně lze jistě považovat za mobilní platformu i přístroje typu notebook a jiné obdobné velikosti. Pro analýzu praktické aplikace mLearningu jsou ovšem nezají- mavé, neboť svým konceptem silně vycházejí z platformy PC (HW konfigurace, operační systém). Jako takové je tedy lze kategorizovat spíše do oblasti klasického e-learningu. 2.1.2.1. Mobilní telefony Elektronická zařízení pro hlasovou a jinou komunikaci prostřednictvím specializovaných ce- lulárních radiových sítí. Organizace ITU (International Telecommunication Unino) ve statistické databázi World Telecommunication/ICT Indicators Database 2008