home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Libris Britannia 4 / science library(b).zip / science library(b) / ENGINEER / H486.ZIP / GRNDWTR.ZIP / REPORT < prev    next >
Text File  |  1991-09-04  |  15KB  |  257 lines

  1.  
  2.                       The Groundwater Education System
  3.                         
  4.                      James Gurganus, Knowledge Engineer
  5.                           Agricultural Engineering
  6.                              Purdue University
  7.  
  8.      "The Groundwater Education System" software was designed on the 
  9. KnowledgePro (TM) development system along with PC Paintbrush.  KnowledgePro, by
  10. Garden Software, is a hypertext development system that allows a programmer to
  11. enter information in hypermedia form.  PC Paintbrush, by Z-Soft, is a graphic
  12. editor used to construct the pictures used by KnowledgePro.  The Groundwater
  13. Education System is designed to educate society of the nature of groundwater, 
  14. how it is important, how it is contaminated, and the steps that should be taken
  15. if their groundwater becomes contaminated.
  16.      Hypermedia makes this program easier to use as well as more educative.  
  17. Hypermedia is the new form of computer media in which users can read information
  18. and then select additional information on a related topic by following "threads"
  19. or "links."  In this program, both pictures and textual information are 
  20. accessible by the user.  Just as in regular text, the figures have threads from
  21. picture to text and from picture to picture.  Additional information is 
  22. available to the user through these links.  For varying input, menus and type-in 
  23. responses are available.
  24.      When the program is first run, the title screen and credits are shown in 
  25. graphic form.  Immediately after this, the user is presented with a brief 
  26. summary of the hypermedia commands used in KnowledgePro.  Also, in this 
  27. explanatory screen, a sample hypertext link is provided to give the 
  28. inexperienced user some practice with using the mouse and/or keyboard.  After 
  29. the practice screen, another title screen is shown (in text) with hypertext 
  30. links available.  This particular sequence of screens was done in order to 
  31. insure that the computer illiterate person could access ALL available hypertext
  32. options - including the textual title screen.
  33.      After the title screens, the main program is initiated...Groundwater.  The
  34. groundwater section of the program is (of course) the central focus of the 
  35. entire program.  It was designed to answer the following questions:
  36.      1.  What is groundwater?
  37.      2.  Why is groundwater important?
  38.      3.  What contaminates groundwater and how?
  39.      4.  What if groundwater becomes contaminated?
  40. Notice how each question becomes progressively more complex.  This method allows
  41. better education of the user and creates extra interest.  In establishing these
  42. questions, it was fairly easy to structure the main program into four, smaller
  43. sections.  At first, all the data in each section were available to that section
  44. only.  Once the program started becoming larger, this "nesting" (see example 1)
  45. had to be modified so that each section had access to its fellow sections.  This
  46. allowed unconfined links throughout the program.  
  47.  
  48.      (Example 1.)
  49.      Example TOPIC:
  50.  
  51.          topic 'Definition of Groundwater'.
  52.               say ('Groundwater is any water below the ground surface.').
  53.                   do ('Groundwater Picture').   
  54. This Topic   topic 'Groundwater Picture'.   
  55.    is   --->      picture (grndwatr).
  56.  "Nested"         end.
  57.                   end.
  58.  
  59.      Groundwater includes the bulk of the data and includes both text and 
  60. graphic data.  The text data was simple to input into the program.  The picture
  61. information took quite a bit longer.  KnowledgePro's "picture" command (see
  62. example 2) is complicated and only operates correctly on the most recent 
  63. versions of the program.  On other programs, displaying pictures with data is 
  64. not so difficult.  One nice feature with "picture" is the hypertext capability.
  65. On pictures such as the groundwater-defining picture, hypertext links were 
  66. utilized.  It is probably best only to use the hypertext on pictures where the 
  67. "hotspots" are easily recognizable.  (Incidentally, the graphic "hotspot" is was
  68. one of the deciding factors in choosing this development system.)  Although 
  69. KnowledgePro can put little dots on the hotspot areas if wanted, boxes and other
  70. symbols provide a clearer message.  A disadvantage of showing the hotspots is 
  71. the fact that the "hot" area can't be directly on top of the area wanted to be 
  72. linked.  In other words, one can't put a hotspot on text if the hotspot is to 
  73. be visible.  Also, because of this problem, if the hotspots are to be visible, 
  74. they must be apart from the text, therefore causing some confusion in pictures 
  75. with many hyper-active areas.  Using hypertext in text (see example 3) is very
  76. simple involving only two characters on each side of the linked text.
  77.      
  78.      (Example 2.)
  79.      Example PICTURE:
  80.           topic 'Groundwater Picture'.
  81.                select is element (picture ('grndwtr',black,lightgray,Y,
  82.                ['aquifer recharge area',t,300,152],
  83.                ['rain gage',t,276,43],
  84.                ['consolidated layer',g,124,92]),2).
  85.                if ?select <> "" then do (?select) and
  86.                     do ('Groundwater Picture').
  87.                end.
  88.           topic 'aquifer recharge area'.
  89.            say ('That is an aquifer recharge area.').
  90.                end.
  91.           topic 'rain gage'.
  92.            say ('That is a rain gage.').
  93.                end.
  94.           topic 'consolidated layer'.
  95.                say ('That is a consolidated layer.').
  96.                end.
  97.          
  98.      (Example 3.)
  99.      Example HYPERTEXT:
  100.  
  101.           topic 'Groundwater Contamination'.
  102.                say ('Groundwater can be contaminated easily
  103.                      through #maquifer recharge areas#m.').
  104.           topic 'aquifer recharge areas'.
  105.            say ('Aquifer recharge areas are places 
  106.                      where water can enter an aquifer.
  107.                      Contaminates dissolved in the water
  108.                      will enter as well.').
  109.                end.
  110.                end.
  111.  
  112.      In this figure, when the user selects the text "aquifer recharge areas," 
  113. the user will be presented with the information under that topic.
  114.  
  115.      After the groundwater portion of the program, a menu appears.  The menu 
  116. lets the user do several things:
  117.      1.  Groundwater     (Go through the Groundwater program.)
  118.      2.  Graphics        (Display all available graphic information.)
  119.      3.  Current Events  (Read current events in groundwater.)
  120.      4.  Further Reading (List groundwater related books and pamphlets.)
  121.      5.  Questionnaire   (Short questionnaire for groundwater testing.)
  122.      6.  The Quiz        (A quiz designed for educational purposes.)
  123.    
  124.      The "Groundwater" option simply lets the user go back through the 
  125. groundwater program in case there was something missed the first time.  This 
  126. option is provided since there is no way with KnowledgePro to go backward 
  127. through sections of the entire program.
  128.      The "Graphics" choice is a routine that displays the available graphics in
  129. the program.  The user can look over a menu and choose a graphic image to be
  130. displayed.  Since some of the pictures are embedded deep within the Groundwater
  131. Education System's hyperlinks, this option was created to allow the user to 
  132. easily see all of the graphics.
  133.      The "Current Events" option provides a list of the articles available for
  134. reading and lets the user choose and read one.  This section uses external files
  135. for its data.  One file tells the program the articles for reading and the
  136. filename of that article.  The other files are the actual data in the articles.
  137. The trickiest part of this section was programming it to recognize the article
  138. name with the article filename.  The format of this section, however, allows
  139. anyone to easily maintain the articles by simply changing the information in the
  140. two files using text entry software.  Articles can be entered by adding a 
  141. synopsis line and the article's filename for reference to the file 
  142. "ARTICLES.DAT".  The article's filename portion points the program to a ASCII 
  143. text file that contains the article itself.  Articles can be deleted by simply
  144. removing the synopsis and filename line in the "ARTICLES.DAT" file.
  145.      The "Further Reading" option is a list of the main sources of data used in
  146. the program.  It also lists the groundwater related information available in the
  147. Purdue Cooperative Extension services.
  148.      The "Questionnaire" option is a list of questions designed to inform the 
  149. user whether or not they should have their water tested.  All of the questions
  150. are supposed to be answered "No" with water testing not being recommended.  If 
  151. any question is answered "Yes," then the program responds by telling the user 
  152. to start a program of regular water testing.
  153.      "The Quiz" option is a full scale quiz that tests the user's knowledge 
  154. about groundwater based upon the program's information.  Before the quiz starts,
  155. the option to review any section of the groundwater program is presented to the
  156. user.  "The Quiz" option is another section that utilizes external files for 
  157. data.  This section reads all of the questions and answers from an external 
  158. file.  The quiz consists of twenty-five multiple choice questions which can all
  159. be modified using a file editor (see figure 4).  Questions and answers are 
  160. entered with the question first, four answers, the correct answer, and a blank 
  161. line.  A special feature of this part of the program is the creation of a record
  162. of grades from the quiz.  The user types in their name at the prompt and after 
  163. the quiz, their number wrong, number right, and percent correct are saved into 
  164. a simple ASCII external file.  Despite the detail of the file manipulation in 
  165. this option, the "Current Events" option was much more difficult to program.  
  166.  
  167.      (Figure 4.)
  168.      Example QUIZ QUESTION:
  169.  
  170.      Question:           What is evaporation?
  171.      Answer 1:           The process of a liquid converting to gaseous form.
  172.      Answer 2:           The process of ice converting to liquid form.
  173.      Answer 3:           The process of ice converting to gaseous form.
  174.      Answer 4:           The process of a solid melting.
  175.      Correct Answer:     The process of a liquid converting to gaseous form.
  176.      Blank Line:
  177.  
  178.      In the actual construction of "The Groundwater Education System", several 
  179. steps were taken.  First, the author had to become acquainted with hypermedia 
  180. concepts and KnowledgePro's language.  This task was fairly easy as commands 
  181. were generally straightforward with little or no complex syntax except for disk
  182. accessing commands.  The next step was to gather as much information as possible
  183. for input into the system.  Since the program must satisfy everyone's interest 
  184. in groundwater, just about anything related to the topic was entered including
  185. books, pamphlets, extension publications, conference proceedings, etc.  The
  186. actual programming was next.  Programming the information was simple once the
  187. material was isolated into general areas ... definition, importance, 
  188. contamination, etc.  Even once the bulk of the groundwater information was in 
  189. the system, more ideas can be entered thanks to the hypermedia concept.  The 
  190. final step was possibly the most difficult: polishing the program for its 
  191. application...education.  This step is where ideas such as the quiz and current 
  192. events were implemented into the program.  Polishing included everything from 
  193. plain overhaul by reorganization to tiny details such as the color of the 
  194. windows.  Once polishing was complete, the only thing left was testing.
  195.      Individuals who have looked at the program are pleased with its unique 
  196. approach as an educative system.  Most people have little to say as far as
  197. criticism toward the hypertext concept.  Suggestions are usually toward the data
  198. in the program as being incomplete or misleading.  Since more information is 
  199. easily inserted into the program, these comments are satisfied quickly.  One
  200. particularly recurrent criticism of the program is lack of directions.  This
  201. problem has been fixed to a certain point.  Simple "press the spacebar to 
  202. continue" and "more on next page" messages have been inserted to alert the user
  203. of available information via the spacebar or the paging keys.
  204.      Another problem non-related to the program itself (except in its size) is
  205. memory collection.  KnowledgePro insists upon having nearly every byte of memory
  206. to itself and its applications.  This problem along with the Groundwater 
  207. Education System's large size presents annoying "Garbage Collection" messages 
  208. frequently at the bottom of the screen.  The most evident solutions to the 
  209. problem such as removing memory resident programs have seemed to alleviate some
  210. of the garbage collection.
  211.  
  212.      An estimation of the time for each step in construction follows:
  213.  
  214.      Learning KnowledgePro:  6 hours
  215.      Gathering Information:  1 week
  216.      Programming (Total):    (3 weeks, 2 days, and 3 hours)                
  217.           Text:              2 weeks
  218.           Pictures:          3 hours each ( X 17 pictures = 51 hours)
  219.           Extra features:    2 hours each ( X 5 features = 10 hours)
  220.      Debugging:              10 hours
  221.      Polishing:              1 week
  222.      User Documentation      5 hours
  223. ---------------------------------------
  224. TOTAL (Approximately):       6 weeks
  225.  
  226.      Hypermedia worked well with the concept of this program.  Environmental 
  227. issues and other topics would easily be implemented in hypertext.  Suggestions
  228. of other application topics include the greenhouse effect, acid rain, clean air,
  229. water quality, etc.  Any topic can be consolidated into hypertext form.  
  230. Improvements of the Groundwater Education System could be made as well.  Such 
  231. improvements would include increased range; the program would cover broader 
  232. topics related to groundwater.  Also, a special expert system could be 
  233. implemented that would assist the user in determining their need for water 
  234. testing.  Another feature along the same lines would be an expert system to help
  235. design a farmstead and locate and create a proper well.
  236.  
  237.      The machine requirements for the program follow:
  238.      
  239.      IBM or IBM Compatible Computer
  240.      640Kb RAM minimum
  241.      360Kb 5.25" Disk Drive with Hard Drive
  242.          or 1.2 Mb 5.25" High-Density Disk Drive
  243.          or 720Kb 3.5" Disk Drive
  244.      EGA Display Card or equivalent
  245.      EGA Monitor or equivalent
  246.  
  247.      In summary, "The Groundwater Education System" is truly a large program.  
  248. Taking almost an entire high-density disk with the main program, pictures, and
  249. the runtime KnowledgePro unit.  The system fulfills its expectations.  The 
  250. pictures take up the majority of the space, occupying over fifty percent of the 
  251. program disk space.  The system is targetted for junior-high (middle) school to
  252. high school environments due to the increase of the number of inquiries of 
  253. groundwater contamination.  However, the information presented in the program is
  254. also of interest and at the proper level of detail for many adults.  Here it is
  255. hoped to bring awareness of the groundwater situation into the minds of students
  256. and into the home.  
  257.