Определения 4
Введение 6
1. Постановка задачи 8
1.1. Анализ предметной области 8
1.2. Сравнение с существующими аналогами 10
1.3. Формулировка задачи 15
2. Разработка приложения 17
2.1. Описание средств разработки 17
2.2. Выбор примитивов для отображения элементов системы 17
2.3. Разработка структуры приложения 19
2.4. Расчет компонентов симуляции 25
2.5. Разработка алгоритмов 29
2.4. Разработка пользовательского интерфейса 42
3. Реализация и тестирование программы 47
3.1. Реализация программы 47
3.2. Тестирование 49
Заключение 51
Список использованной литературы 52
Приложение А. Техническое задание 53
Приложение Б. Листинг программы
В настоящее время происходит информатизация в сфере образования - школы оборудуют интерактивными досками, компьютерами, разрабатываются электронные учебники. На уроках информатики дети отправляют решения задач по программированию на специально разработанный для этого сайт.
Применение новейших технологий в обучении позволяет значительно улучшить образование. Учащиеся овладевают материалом более полно и всесторонне при наглядной демонстрации объекта обучения и возможности взаимодействовать с ним. Это является основой интерактивного обучения - сравнительно новой (первые элементы начали разрабатываться в 70-80х годах) формы организации познавательной деятельности. Само понятие "интерактивное обучение" в педагогической науке еще формируется и уточняется, но принято понимать его как обучение, основанное на прямом взаимодействии учащихся между собой или с учебным окружением, где центральным источником познания является личный опыт учащегося[7].
Такой вид обучения позволяет учителю заинтересовать школьников, повысить их мотивацию к обучению (в том числе и мотивацию самостоятельно изучать данный предмет вне рамок школьного курса).
Разрабатываемое приложение будет использоваться на уроках биологии или для домашнего обучения. Кроме того, программа может использоваться для моделирования в научно-популярных видеозаписях об эволюции.
Приложение имеет тематику, связанную с разделом эволюционной биологии. Этот раздел изучает происхождение видов от общих предков, наследственность и изменчивость их признаков, размножение и разнообразие форм в ходе эволюционного развития. Соответственно, в приложении будет показано, как от одного вида организмов может образоваться несколько новых из-за воздействия мутаций (таких, например, как мутация, дающая возможность травоядному существу переваривать мясо, из которого можно извлечь больше энергии, но она влияет на эффективность получения энергии из овощей).
В первом разделе данной работы раскрывается значение термина "имитационное моделирование", происходит анализ аналогичных приложений и постановка задачи.
Во втором разделе разрабатываются структура основные алгоритмы программы и пользовательский интерфейс.
В третьем разделе реализуется и тестируется программа.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы было разработано приложение, реализующее имитационную модель эволюции простейших организмов. Было разработано две сцены, для которых написано 7 скриптов, регулирующих поведение объектов в этих сценах.
Приложение имеет все основные свойства моделируемой системы и может использоваться для экспериментов над ней. Разработанная имитационная модель позволяет получать результаты при различных заданных условиях, выраженных в количестве пищи, которую может добыть организм, вероятности мутаций и типа питания организма. Это позволяет пронаблюдать возможные пути эволюции при изменении условий обитания организма. Кроме того, приложение помогает пользователю проанализировать полученные в зависимости от условий.
Данная имитационная модель может применяться для в школах на лабораторных работах по биологии. Это поможет повысить интерес учащихся к учебе и их результативность.
Приложение разработано с возможностью улучшения. Возможные способы его доработки:
— Создание мобильной версии.
- Добавление большего числа подсказок для пользователя.
— Добавление новых параметров симуляции, влияющих на результат.
1. Unity User Manual [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://docs.unity3d.eom/ru/2018.4/Manual/CreatingScenes.html
2. Мэннинг Д., Батфилд-Эддисон П. Unity для разработчика. Мобильные мультиплатформенные игры. - СПб.: Питер, 2018 - 304 с.
3. Unity User Manual [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://does.unity3d.eom/ru/2018.4/Manual/CreatingAndUsingSeripts.html
4. Википедия [Электронный ресурс] - Режим доступа:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Мутация
5. Википедия [Электронный ресурс] - Режим доступа:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Естественный_отбор
6. Национальный исследовательский институт генома человека [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.genome.gov/geneties- glossary/Genome?id=90
7. Вавилова Л.Н., Панина Т.С. Современные способы активизации обучения. - М.: Издательский центр "Академия", 2006. - 176 с.
8. Алиев Т.И. Основы моделирования дискретных систем. - СПб:СПбГУ ИТМО, 2009. - 363 с.
9. Догель В. А., Полянский Ю. И., Хейсин Е. М. Общая протозоология. — М.: Изд-во АН СССР, 1962. — 592 с
10. Бабьева И.П, Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М. Биология почв Изд. 3-е, испр. и доп. - М.: Издательство Московского университета, 2005. - 448 с
11. Seienee Advanees [Электронный ресурс] - Режим доступа:
https://advanees.seieneemag.org/eontent/1/8/e1500363.full
12. Unity User Manual [Электронный ресурс] - Режим доступа: https ://does.unity3d.eom/Manual/nav-InnerWorkings.html