Разработка подсистемы создания Scorm-пакетов

Содержание Задание на курсовой проект

Замечания руководителя Введение

1. Формирование требований к программному средству

1.1 Выявление акторов

1.2 Выявление вариантов использования

1.3 Разработка диаграммы вариантов использования

2. Анализ предметной области

2.1 Описание потоков данных

2.2 Входные данные

2.3 Выходные данные

2.4 Построение диаграммы потоков данных

3. Проектирование программного средства

4. Реализация программного средства

4.1 Выбор средства реализации системы

4.2 Организация взаимодействия приложения с базой

4.3 Реализация пользовательского интерфейса

4.4 Реализация функциональной подсистемы

4.5 Руководство пользователя

5. Тестирование программного средства Заключение Список литературы

Введение

В настоящее время одной из приоритетных задач системы образования является создание единой и целостной инфраструктуры, обеспечивающей оперативный доступ к электронным образовательным ресурсам и организацию сетевого учебного процесса едиными инструментальными средствами. Важную роль в организации действительно целостной среды российского образования должны сыграть открытые стандарты на форматы описаний образовательных ресурсов и иные компоненты учебного процесса в Интернет. Стандартизованные описания информационных образовательных ресурсов являются основой, на которой будут базироваться поисковые механизмы в массиве образовательной информации, а также иные образовательные сервисы, предоставляющие пользователям богатые возможности работы. Описание образовательного ресурса является той основой, которая будет скреплять разнородные сегменты российского образовательного пространства в единое целое. Без стандартизированной системы описаний не возможна и эффективная работа образовательных порталов.

В связи с тем, что дистанционное обучение в последние годы приобретает всё большую популярность, возникает необходимость в стандартизации подходов к созданию курсов дистанционного обучения. В связи с этим разработалась новая инициатива ADL (Advanced Distributed Learning).

Целью создания данной инициативы является развитие стратегии в области модернизации обучения и тренинга, а также для объединения высших учебных заведений и коммерческих предприятий для создания стандартов в сфере дистанционного обучения.

Создание стандарта SCORM является первым шагом на пути развития концепции ADL, так как данный стандарт определяет структуру учебных материалов, а как подчасть лекционных материалов и интерфейс среды выполнения. Благодаря этому лекционные матриалы могут быть использованы в различных системах электронного дистанционного образования. SCORM описывает эту структуру с помощью нескольких основных принципов, спецификаций и стандартов, основываясь при этом других уже созданных спецификациях и стандартах электронного и дистанционного образования.

Таким образом, функциональными обязанностями стандарта SCORM является:

— обеспечение возможности разрабатывать материалы и обучающие системы, которые были бы взаимосовместимы, максимально независимы от программно-аппаратной платформы, на которой происходит обучение;

— должна обеспечиваться возможность управления учебным процессом

— возможность переиспользования отдельных частей учебного материала в любых курсах без существенной переработки содержания и структуры материала.

Лекционный материал в SCORM-пакетах представляется в виде страниц с текстом. Каждая страница является законченной, самодостаточной частью лекции, в конце которой необходимо ответить на контрольный вопрос, чтобы перейти к следующей части.

Предметом моей разработки является подсистема создания SCORM-пакетов (лекционный материал), которая будет соответствовать следующим функциям, требованиям и характеристикам:

— Определение соответствия представленного курса спецификациям SCORM.

— Ввод отдельных страниц, тем и глав курса

— Конвертирование данных страниц в SCORM-пакеты с помощью языка разметки XML

1. Формирование требований к подсистеме создания Scormпакетов

При разработке программных средств приходится решать весьма специфические и трудные проблемы, особенно, если это ПС представляет собой программную систему нового типа, в плохо компьютеризированной предметной области. Поэтому разработка ПС начинается с этапа формирования требований к ПС, на котором, исходя из пожеланий заказчика, должен быть получен документ, достаточно точно определяющий задачи разработчиков ПС.

Основные требования, предъявляемые к разработанной программе, включают в себя:

а) Минимальная затрата ресурсов при вводе, модификации и просмотре данных. Пользователь должен выполнять только необходимую работу. Должны исключаться одинаковые действия.

б) Максимальное взаимодействие программы и пользователя. Система должна полностью поддерживать пользователя. Он не должен заниматься поиском информации. Вся необходимая информация должна быть собрана в одном окне. Выводимая информация не должна требовать интерпретации или перекодировки.

в) Минимальный объём оперативной памяти на компьютере пользователя.

Высокоуровневые требования исходят из требований системы. Для нормальной работы разрабатываемой системы необходимы следующие минимальные системные требования:

256 Mb памяти

50 Mb свободного дискового пространства

процессор с тактовой частотой 1000 MHz

Операционная система Windows XP, Windows Server 2003/2008

Разработка диаграммы вариантов использования производится в три этапа. Сначала выявляются акторы и производится их описание. Затем, исходя из описания, выявляются варианты использования акторов. И на третьем этапе строится диаграмма вариантов использования.

1.1 Выявления акторов

Краткое описание акторов представлено в таблице 1. Таблица содержит название актора и его краткое описание.

Таблица 1. Выявление акторов

1.2 Выявление вариантов использования Выявление вариантов использования представлено в таблице 2. Таблица содержит названия акторов, наименование варианта использования и его краткое пояснение.

Таблица 2. Выявление вариантов использования

1.3 Разработка диаграммы вариантов использования На основании таблиц о выявлении акторов и вариантов использования можно построить диаграмму вариантов использования. Все варианты использования показаны на рисунке 1.

Рис. 1. Диаграмма вариантов использования

2. Анализ предметной области

2.1 Описание потоков данных Построение диаграммы потоков данных сводится в два этапа. На первом этапе, мы постараемся максимально подробно описать потоки данных, которые передаются от источника к приемнику, процессы, преобразующие входные потоки в выходные, накопители данных (хранилища) и объектов, являющихся источниками и приемниками информации (внешние сущности). А затем, на основе этого описания, построим диаграмму потоков данных.

В данном методе различаются следующие процессы общего назначения:

· Выбор лекционного материала;

· Генерация SCORM-пакета;

· Вывод результатов генерации;

· Сохранение лекции.

Разрабатываемая система будет работать следующим образом. Оператор запускает программу, появляется форма для создания лекционного материала. Он вводит необходимые данные: место расположения будущего лекционного материала, его название, затем HTMLдокумент, который будет генерироваться. После ввода, система обрабатывает информацию и создает imsmanifest.xml. Эти файлы потом будут использоваться Learning Management Systems (LMS) — системой управления обучением.

Внешней сущностью исследуемой системы является оператор и LMS. Оператор создаст SCORM-пакет с лекционным материалом, а LMS выбирает лекцию для просмотра.

Модуль хранилища основан на XML и представляет собой систему хранения и управления учебными объектами. Для хранилища должен быть реализован инструментарий совместной работы для разработчиков дистанционных курсов, включающий в себя создание рабочих областей, содержащих доступные авторам ресурсы и фрагменты готовых курсов; управление правами доступа к материалу для каждого автора внутри рабочих областей; инструменты общения в процессе разработки — чат, форум, доска объявлений. Единый механизм авторизации позволит осуществлять доступ к рабочим областям как из портала, так и из средства разработки дистанционных курсов.

2.2 Входные данные Входными данными является имя нового документа его место расположения, добавляемый файл лекции, т. е. данные, которые будут использоваться для генерации файла manifest, а также описание пользовательского интерфейса.

2.3 Выходные данные Выходными данными является конечный Scorm-пакет, содержащий файл imsmanifest.xml.

2.4 Построение диаграммы потоков данных Описав потоки данных, процессы, хранилища данных и объектов, мы можем построить диаграмму потоков данных.

Рис. 2 Диаграмма потоков данных

3. Проектирование программного средства Модель содержимого позволяет продумать структуру и общую организацию интерфейса без необходимости рисования картинок и выбора конкретных элементов GUI (Graphical User Interface — графический интерфейс пользователя).

Рис. 3. Основные пространства взаимодействий Карта навигации по контекстам отображает общую архитектуру интерфейса, моделируя связи между контекстами взаимодействия. Это часть модели содержимого и представляет собой схему, на которой отображены все законченные пространства взаимодействия. Стрелки, соединяющие эти объекты, определяют возможные переходы между пространствами взаимодействия, такие как, например, вызов диалогового окна с помощью кнопки или переключение вида документа с помощью команд меню.

Рис. 4. Карта навигации по контекстам Графические компоненты взаимодействия с пользователем для выбранного контекста.

Сущностная эффективность — показатель того, насколько данный интерфейс близок к идеалу, выраженному сущностной моделью use case. Сущностная эффективность измеряется отношением длины сущностного описания к длине воплощенного сценария, т. е. отношением количества шагов по описанию к количеству шагов, которые пользователю реально необходимо будет сделать для решения задачи.

СЭ = Sсущн/Sреальн*100

Sсущн = 5

Sреальн = 8

СЭ = 5/8*100 = 62.5

4. Реализация программного средства

4.1 Выбор средств реализации подсистемы В качестве среды визуального программирования будет использована MS Visual Studio.Net 2005, язык программирования C# и расширяемый язык разметки XML. Среда программирования Visual Studio 2005 в настоящее время имеет огромную популярность, она дает большие возможности для быстрой и надежной разработки этого программного средства, а так же его отладки и тестирования.

В семействе средств разработки Visual Studio 2005 поставляются пакеты, которые упростят работу над программными проектами и обеспечат преимущества как при индивидуальной работе, так и в больших коллективных проектах. MS Visual Studio 2005 позволяет выполнять задачи быстрее с минимумом монотонной работы, эффективнее взаимодействовать в команде, увеличить результативность и вашей компании, и компаний-заказчиков.

XML (eXtensible Markup Language) — расширяемый язык разметки, который предназначенный для хранения структурированных данных (взамен существующих файлов баз данных), для обмена информацией между программами, а также для создания на его основе более специализированных языков разметки.

Целью создания XML было обеспечение совместимости при передаче структурированных данных между разными системами обработки информации, особенно при передаче таких данных через Интернет. Словари, основанные на XML (например, RDF, RSS, XHTML, SVG), сами по себе формально описаны, что позволяет программно изменять и проверять документы на основе этих словарей, не зная их семантики, то есть не зная смыслового значения элементов. Важной особенностью XML также является применение так называемых пространств имён.

4.2 Организация взаимодействия приложения с базой данных

SCORM основан на стандарте XML. XML (eXtensible Markup Language) — расширяемый язык разметки, который предназначенный для хранения структурированных данных (взамен существующих файлов баз данных), для обмена информацией между программами, а также для создания на его основе более специализированных языков разметки.

Разделы SCORM 2004:

Overview — Вводная часть стандарта. Здесь содержатся общие положения и идеи SCORM.

Content Aggregation Model (CAM) — Эта часть стандарта описывает структуру учебных блоков и пакетов учебного материала. Пакет может содержать курс, урок, модуль и т. п. В пакет входят xml-файл (Manifest), где описана структура пакета, и файлы, составляющие учебный блок. Manifest включает: метаданные (свойства компонентов учебного материала), организацию учебного материала (в каком порядке расположены компоненты), ресурсы (ссылки на файлы, содержащиеся в пакете), sub-Manifest (xml-файл может содержать под-Manifest).

Run-Time Environment (RTE) — Эта часть стандарта описывает взаимодействие SCO и системы обучения (Learning Management System, LMS) через программный интерфейс приложения (Application Program Interface, API). LMS должна обеспечивать доставку требуемых ресурсов пользователю, запуск SCO, отслеживание и обработку информации о действиях учащегося.

Sequencing and Navigation (SN) — Эта часть стандарта описывает, как должна быть организована навигация и предоставление компонентов учебного материала в зависимости от действий учащегося. Требования SCORM SN позволяют упорядочивать учебный материал в соответствии с индивидуальными особенностями.

Conformance Requirements — Эта часть содержит полный список требований, проверяемых ADL, на соответствие стандарту SCORM.

4.3 Реализация пользовательского интерфейса поток интерфейс программный подсистема В этом разделе опишем процесс создания главной формы интерфейса нашего программного средства.

Первое что нам нужно сделать — создать новый проект C#, при этом в рабочем поле Дизайнера автоматически появится новая форма «Form1». В панели «Properties» мы можем поменять его название, цвет, размер, ориентацию элементов и текста внутри формы и т. д.

Второй этап создания пользовательского интерфейса — создание элементов управления «кнопок» подсистемы анализа Scorm пакетов. Для этого указателем перетащим элемент «Button» из панели «Common Controls» на нашу форму.

Рис. 5. Панель «Common Controls»

Для новой кнопки мы также можем изменить цвет, название, размеры, ориентацию на форме и другие свойства в панели «Properties».

Рис. 6. Панель «Properties» для элемента управления «Button1»

Рис. 7. Главное окно программы

4.4 Реализация функциональности подсистемы В данном разделе будут рассмотрены этапы работы со Scorm-пакетом.

На начальном этапе мы вводим служебные данные — где будет находиться создаваемый SCORM-пакет и его название.

В данном разделе будут рассмотрены этапы работы со Scorm пакетом.

На начальном этапе мы выбираем путь для сохранения пакета и его будущее название. Если название не введено, получим ошибку «Не выбран путь или не указано имя пакета» .

private void button1_Click (object sender, EventArgs e)

{

folderBrowserDialog1.ShowDialog ();

textBox1.Text = folderBrowserDialog1. SelectedPath;

}

private void button2_Click (object sender, EventArgs e)

{

if (textBox2.Text == «»)

{

MessageBox.Show («Не выбран путь или не указано имя пакета «);

}

}

Далее выбираем HTML файл, содержащий лекционный материал:

private void Form1_Load (object sender, EventArgs e)

*.html" ;

private void button3_Click (object sender, EventArgs e)

{

openFileDialog1.ShowDialog ();

textBox3.Text = openFileDialog1. FileName;

}

Если путь и название пакета введены, переходим к созданию файла «imsmanifest.xml», в который будет внесено название пакета:

private void ManifestCreate (string filename)

{

FileStream fs = new FileStream (filename, FileMode. Create, FileAccess. ReadWrite);

TextWriter tw = new StreamWriter (fs);

XmlTextWriter writer = new XmlTextWriter (tw);

writer.WriteStartDocument ();

writer.WriteStartElement («manifest»);

writer.WriteStartElement («organizations»);

writer.WriteStartAttribute («default»);

writer.WriteValue («VGTU»);

writer.WriteEndAttribute ();

writer.WriteStartElement («organization»);

writer.WriteStartAttribute («identifier»);

writer.WriteValue («VGTU»);

writer.WriteEndAttribute ();

writer.WriteElementString («title», textBox2. Text);

writer.WriteStartElement («item»);

writer.WriteElementString («title», textBox2. Text);

writer.WriteEndElement ();

writer.WriteEndElement ();

writer.WriteEndElement ();

writer.WriteStartElement («resources»);

writer.WriteStartElement («resource»);

for (int i = 0; i < listBox1.Items.Count; i++)

{

writer.WriteStartElement («file»);

writer.WriteStartAttribute («href»);

writer.WriteValue (listBox1.Items[i]);

writer.WriteEndAttribute ();

writer.WriteEndElement ();

}

writer.WriteEndElement ();

writer.WriteEndElement ();

writer.WriteEndDocument ();

writer.Close ();

tw.Close ();

fs.Close ();

}

Заносим содержание пакета и дополнительное описание его структуры в файл imsmanifest. xml

private void button6_Click (object sender, EventArgs e)

{

groupBox1.Enabled = false;

groupBox2.Enabled = false;

groupBox3.Enabled = false;

int n = listBox1.Items.Count;

//listBox1.Items.Clear ();

for (int i = 0; i < n; i++)

{

// listBox2.Items.Add (paths[i]+" |||" + dirname +" «+ Convert. ToString (listBox1.Items[i]));

try

{

File.Copy (paths[i], dirname + «» + Convert. ToString (listBox1.Items[i]));

}

catch (IOException ex)

{

MessageBox.Show («Ошибка:» + ex. Message);

}

}

manifestname = folderBrowserDialog1. SelectedPath + «\imsmanifest.xml» ;

ManifestCreate (manifestname);

4.5 Руководство пользователя С учетом того, что разрабатывается подсистема создания SCORMпакетов, нас будет интересовать руководство с точки зрения пользователя-оператора.

1. Состав Подсистемы анализа Scorm пакетов.

В состав подсистемы анализа Scorm пакетов входит программное средство «SCORM_C_lek.exe» и файл справки, содержащий данное руководство пользователя «справка.chm»

2. Запуск приложения Запуск приложения осуществляется запуском файла «SCORM_C_lek.exe». После запуска на экран выводится главное окно приложения, с помощью которого можно управлять подсистемой создания Scorm-пакетов.

3. Начало работы с подсистемой Главная форма разрабатываемого программного средства имеет следующий вид:

Рисунок 1 Главное окно программы В главном окне имеются следующие поля и кнопки (сверхувниз):

· Обзор — выбор место расположения создаваемого XML-документа место расположения;

Рис. 2 Обзор папок

· Название лекции — поле для ввода названия создаваемого лекционного материала, если имя не ввели, появится сообщение:

Рис. 3 Ошибка

· Обзорвыбор добавляемого HTMLфайла лекции;

· Ок/ отменасистема добавляет / не добавляет выбранный файл с лекцией в указную нами папку;

Рис 4. Добавление лекции

· Ок/ отмена (нижние) — система конвертирует HTML-файл в XML-документ.

Файл imsmanifest. xml, созданные программой, можно найти на диске, который вы указали при создании.

Для просмотра информации о разработчике программы нужно нажать кнопку «Помощь — О программе» на главной форме программы.

Окончание работы с программой осуществляется с помощью кнопки «Выход» на главной форме программы или из главного меню Выход.

5. Тестирование программного средства Тестирование является одним из наиболее устоявшихся способов обеспечения качества программного обеспечения и входит в набор эффективных средств современной системы обеспечения качества программного продукта. С технической точки зрения тестирование заключается в выполнении приложения на некотором множестве исходных данных и сверке получаемых результатов с заранее известными (эталонными) с целью установить соответствие различных свойств и характеристик приложения заказанным свойствам.

Протестируем систему на ошибки при попытке создания некорректных Scorm-пакетов.

· Попытка выбора лекции без указания пути сохранения файла и его имени;

Ответ: не введено имя пакета.

Ответ: выбранный вами Scorm пакет не содержит тестов на соответствие ;

· Попытка загрузить файл .doc, .txt

Ответ: Программа поддерживает только файлы .html

· Не возможно запустить Программное Средство;

Ответ: установите .NET Framework 2.0 ;

Заключение

В рамках курсового проекта мы спроектировали и разработали подсистему создания SCORM-пакетов лекционного материала. Данная подсистема в сумме с подсистемами анализа и создания тестов, симуляции представляет единое целое и организует работоспособную систему, которая позволяет выполнять главные задачи, поставленные сегодня перед ВУЗами — это контроль успеваемости студентов дистанционной формы обучения.

Важнейшие особенности разрабатываемой подсистемы — это перспективность, открытость, универсальность и простота использования. Перспективность заключается в том, что стандартные средства создания лекционного материала для большинства дисциплин ещё не разработаны, а разработанные обычно имеют очень низкое качество. Открытостью системы является то, что для использования системы студентам и преподавателям не надо изучать ничего нового — достаточно знания компьютера на уровне пользователя. Универсальность обеспечивается широкими возможностями для разработки и развития создания лекционного материала по любым дисциплинам. Простота использования заключается в том, что конечному пользователю не нужно для пользования системой устанавливать специальное программное обеспечение.

В заключение хотелось бы отметить, что данная система соответствует всем современным требованиям, предъявляемым к системам подобного типа, как в области создания лекционного материала, так и в области информационных технологий.