Проектирование обучающей программы по разделу школьного курса информатики «Информационное моделирование»

Настоящее техническое задание распространяется на разработку обучающей программы по разделу школьного курса информатики «Информационное моделирование» для использования учениками. курса.

Назначение разработки Обучающая программа по разделу «Информационное моделирование», позволит в наглядной форме работать с лекционным материалом. Появится возможность самостоятельного освоения материала и заполнение пробелов в знаниях предмета.

Так же будет предусмотрена возможность проверки пройденного материала в виде тестирования. Визуальное наглядное пособие по выполнению лабораторных работ позволит избежать недопонимание, связанное с не полным их описанием.

Целевая аудитория Главными пользователями web-приложения являются ученики школ и учителя информатики.

2.2 Требования к программе

Технические требования Требования к функциональным характеристикам.

Программа должна обеспечивать возможность выполнения следующих функций:

содержать теоретический материал тем по разделу информатики «Информационное моделирование»;

содержать систему тестирования;

содержать систему оценивания знаний по результатам тестирования;

хранение результатов тестирования в памяти;

содержать задания для практических работ.

Исходные данные:

материал по разделу «Информационное моделирование»;

организация входных и выходных данных;

входные данные поступают с клавиатуры;

выходные данные отображаются на экране и при необходимости выводятся на печать.

Требования к функциональным характеристикам Обучающая программа должена состоять из нескольких законченных взаимосвязанных фрагментов, каждый из которых обладает определенной функцией и визуально представлен отдельным модулем. Итак, в программе существуют следующие блоки:

блок изучения теоретического материала — здесь студентам предлагается теоретический материал по изучаемой теме, разбитый на главы и экраны. Встроенные средства навигации позволят им свободно перемещаться по всему материалу учебника и находить интересующую их информацию;

блок тестирования — который содержит набор вопросов по пройденной теме, по окончанию обучения студенты должны будут знать ответы на все вопросы, им также придется решить несколько практических заданий и на основе полученных ответов система сможет оценить успешность обучения;

блок лабораторных работ — это набор заданий рекомендуемых студентам для самостоятельного решения с целью закрепления теоретического материала и практических навыков решения.

Требования к надежности Предусмотреть контроль вводимой информации.

Предусмотреть блокировку некорректных действий пользователя при работе с системой.

Требования к составу и параметрам технических средств.

Система должна работать на IBM-совместимых персональных компьютерах.

Минимальная конфигурация:

тип процессора — Pentium III и выше;

объем оперативного запоминающего устройства — 256 Мб и более;

объем свободного места на жестком диске — 40 Мб.

Рекомендуемая конфигурация:

тип процессора — Pentium Celeron 1,6 ГГц;

объем оперативного запоминающего устройства — 512 Мб;

объем свободного места на жестком диске — 60 Мб.

Требования к программной совместимости.

Программа должна работать под управлением семейства операционных систем Windows (Windows ХР / Vista / 7 и т. п.).

Условия эксплуатации Тестируемые не должны иметь доступа к редактированию и просмотру базы вопросов, должен быть запрещен доступ к изменению входных данных к обучающей части программы.

Требования к информационной и программной совместимости Предоставляемый материал по дисциплине должен быть в текстовом или в графическом формате и предоставляться на русском языке. Метод решения задачи, язык программирования и программные средства выбираются разработчиком.

Требования к программной документации Разрабатываемые программные модули должны быть самодокументированы, т. е. тексты программ должны содержать все необходимые комментарии.

Разрабатываемая программа должна включать справочную информацию о работе программы, описания методов сортировки и подсказки учащимся.

В состав сопровождающей документации должны входить:

пояснительная записка на пяти листах, содержащая описание разработки;

руководство пользователя.

Требования к группам пользователей и их возможности В данной системе присутствуют два пользователя это: Пользователь и Администратор.

Для каждого пользователя существуют свои определенные права на пользование системой.

Администратор при входе в систему должен ввести свой пароль. После введения верного пароля он попадает на страницу редактирования материала, где он может изменять, удалять или добавлять материал.

Пользователь может только просматривать и изучать материал и выполнять предоставленные работы.

2.2 Построение диаграммы вариантов использования

Суть диаграммы вариантов использования состоит в следующем. Проектируемая система представляется в виде множества сущностей или актеров, взаимодействующих с системой с помощью вариантов использования. При этом актером (actor) или действующим лицом называется любая сущность, взаимодействующая с системой извне. Это может быть человек, техническое устройство, программа или любая другая система, которая может служить источником воздействия на моделируемую систему так, как определит сам разработчик. Вариант использования служит для описания сервисов, которые система предоставляет актеру. Диаграмма вариантов использования может дополняться пояснительным текстом, который раскрывает смысл или семантику составляющих ее компонентов.

Диаграмма вариантов использования для администратора и пользователя представлены в соответствии с рисунком 2.1 и 2.2.

Рисунок 2.1. Диаграмма вариантов использования «Администратор».

Рисунок 2.2. Диаграмма вариантов использования «Пользователь».

Пользователь при входе в систему может воспользоваться следующими вариантами использования: В разделе «Лекции» пользователь может просмотреть список лекций и по выбору изучить выбранную лекцию.

Раздел «Лабораторные работы» представляет список лабораторных работ связанные с теоретическим материалом представленным в лекциях.

В разделе тестирования пользователь может проверить свои знания по пройденному материалу.

Для администратора базовым вариантом использования будет «Редактирование данных». Это связано с тем, что учитель выступает в роли администратора, у которого имеется доступ к разделу, где можно редактировать содержимое, а ученик не имеет таких полномочий.

Рассмотрим вариант использования более подробно.

«Редактировать данные» — данный раздел относится к администратору. После прохождения процедуры авторизации учитель получает доступ к разделу, в котором доступны функции редактирования материала.

2.2.1 Построение диаграммы классов

Рисунок 2.3. Диаграмма классов.

Класс Пользователь не имеет атрибутов и решает следующие операции: просмотреть лекцию, просмотреть лабораторные работы, протестироваться.

Из диаграммы следует, что класс администратор наследует атрибуты и операции класса Пользователь. Кроме этого класс Администратор решает операцию: редактировать материал.

Класс раздел имеет атрибуты: лекции, лабораторные работы, тест и решает следующие операции: открыть, закрыть.

2.2.2 Построение диаграммы последовательности

На рисунке 2.6 представлена диаграмма последовательности действий процесса просмотр лабораторных по теме «Информационные модели».

обучающий программа интернет экзамен.

Рисунок 2.4 Диаграмма последовательности действий процесса просмотр лабораторных по теме «Информационные модели».

На диаграмме показана последовательность сообщений при выборе просмотра лабораторных работ по теме «Информационные модели».

2.2.3 Построение диаграммы состояний

Диаграмма состояний представлена в соответствии с рисунком 2.7 и отражает состояния, и возможные переходы между ними для администраторской части системы.

Рисунок 2.5. Диаграмма состояний.

При входе в блок администратора возможен переход в некоторое количество состояний системы, можно добавить новый материал, изменить старый материал или удалить материал. В зависимости от выбора дальнейшего состояния системы администратором, система в конечном итоге приходит в одно и то же состояние «Подтверждение выполнения действия».

2.3 Проектирование с помощью нотации IDEFX

На рисунке 2.6 рассмотрен учебный процесс изучения раздела информационное моделирование в школе. Этот процесс регламентируется учебной программой курса. Обучение ведется под контролем преподавательского состава. Также в процессе обучения задействованы программные и технические средства. В качестве итогового испытательного мероприятия выступает тестирование, позволяющий оценить уровень облученности студента. По результатам сдачи экзамена выставляется итоговая оценка.

Рисунок 2.6. Диаграмма IDEF0.

При разбиении сложного процесса на составляющие его функции применяется принцип декомпозиции. Декомпозиция позволяет представить модель системы в виде иерархической структуры отдельных диаграмм, что делает ее менее перегруженной и легко усваиваемой. На рисунке 2.7 изображена декомпозиция учебного процесса.

Рисунок2.7. Декомпозиция учебного процесса.

Декомпозиция наглядно отражает этапы реализации образовательного процесса: вводная часть, сообщение теоретического материала, практические задания, проверка знаний и подведение результатов. На каждом из этапов обязательно взаимодействие преподавателей с обучаемым с целью передачи последним знаний и опыта. Во время обучения используются ПО и технические средства. Весь процесс обучения регламентируется программой курса. В конце подводятся итоги обучения, выносится оценка знаний студента.

На рисунке 2.8 представлена декомпозиция процесса проверки знаний. Проверка знаний студента проходит с помощью тестирования. Компьютер самостоятельно посчитает правильные ответы студента и выдаст результаты. На основе этих результатов преподаватель будет смотреть за успехами студентов и выставлять итоговую оценку.

Рисунке 2.8.Декомпозиция процесса проверки знаний.

Структура обучающей программы Ниже представлена структура сайта, в соответствии с рисунком 2.1.

Рисунок 2.9. Структура Web приложения.

Для упрощения процесса создания обучающей программы были разработаны стандартные разделы, в которые необходимо вставить созданные документы.

К стандартным разделам обучающей программы относятся:

«главная» данный раздел предназначен для перехода на главную страницу электронного учебника;

«лекции» этот раздел предназначен для выбора и изучения интересующей лекции;

«лабораторные работы» данный раздел содержит в себе список лабораторных работа и указания по их выполнению;

«тест» раздел предназначен для проверки знаний по пройденному материалу.

Раздел «Лекции» рассмотрим данные пункты подробнее. В пункте «Лекции» должены содержаться ссылки на разделы с информацией для полного изучения дисциплины в соответствии с рабочим планом. В конце каждого раздела могут быть продемонстрированы контрольные вопросы.

Содержание пункта «Лекции» представлено, в соответствии с рисунком 2.10.

Рисунок 2.10. Содержание пункта «Лекции».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе работы была спроектирована обучающая программа по разделу школьного курса информатики «Информационное мрделирование». Все поставленные задачи решены.

Также было пройдено множество различных этапов, которые включают в себя изучение документации, обзор существующих систем создания электронных обучающих систем, рассмотрены функции существующих систем. Выполнены работы по моделированию функциональных требований к проектируемой системе.

ГОСО РК 2.3.4.01−2010 Система образования РК. Правила выполнения курсовой работы (проекта) в высших учебных заведениях. Основные положения;

ГОСО РК 5.03.016−2009. Правила выполнения дипломной работы (проекта) в высших учебных заведениях;

Шевчук Е.В., Копнова О. Л., Касимов И. Р. Методические указания по выполнению курсовых и дипломных проектов (работ). Петропавловск: СКГУ им. М. Козыбаева, 2010. — 45 с.;

Орловская В.В., Копнова О. Л., Кольева Н. С. Методические указания по выполнению курсовых и дипломных работ для студентов специальности 50 111 «Информатика» Петропавловск: СКГУ им. М. Козыбаева, 2009 — 90 с.;

Горюнова М.А., Горюхова Т. В., Кондратьева И. Н., Рубашкин Д. Д. Электронные образовательные издания. Учебно-методическое пособие. СПб.: ЛОИРО, 2003.

Интернет университет информационных технологий: Официальный сайт. URL: http://www.intuit.ru (Дата обращения: 14.11.2010).

Могилёв А. В. Информатика. — М.: «Академия», 1999.

Пак Н. И. Нелинейные технологии обучения в условиях информатизации: Учебное пособие. Красноярск: РИО КГПУ, 2004.

Олейников Б. В. Проблемы и особенности преподавания информатики и программирования в вузе с учетом современных требований. Красноярский государственный университет, 1997. URL: http://www.nsu.ru/archive/conf/nit/97/c5/node12.html (Дата обращения: 14.11.2010).

Федеральный интернет-экзамен в сфере профессионального образования: Официальный сайт. URL: http://www.fepo.ru (Дата обращения: 14.11.2010).

Чистохвалов В. Н. Проблемы организации учебного процесса в вузе в системе зачетных единиц. Российский университет дружбы народов (РУДН), 2006. URL: http://www.rudn.ru/?pagec=293 (Дата обращения: 14.11.2010).

Шилдт Г. С# Учебный курс. Программирование. СПб.: Питер, 2003.

Свиридов С., Курьян А. IDEF0: функциональное моделирование деловых процессов Центр ОТСМ-ТРИЗ технологий, Минск, Беларусь 1997;

Чувахин В. А. Описание отдельных концепций IDEF0;

Курьян А.Г., Серенков П. С. Использование IDEF0 для описания и классификации процессов в рамках системы качества МС ИСО семейства 9000 версии 2000;

Рубцов С. IDEF0 и опыт разработки. Секреты моделирования и проектирования бизнес-процессов. // Открытые системы, 2002;

Верников Г. Основные методологии обследования организаций. Стандарт IDEF0;

Ляхов В. Ф. Практикум по Bpwin // СевКавГТУ кафедра «Информационных систем и технологий»;

Маклаков С.В. BPwin и ERwin: CASE-средства для разработки информационных систем.

Вендров, А. М. Практикум по проектированию программного обеспечения экономических информационных систем. [Текст] / А. М. Вендров. — М.: Финансы и статистик.

Маклаков, С. В. BPWin и ERWin. CASE — средства разработки Информационных систем. [Текст] / С. В. Маклаков. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2000. — 256 с.

Чепурина, М. Н. Курс экономической теории. [Текст] / под ред. М. Н. Чепурина.

Мунипов, В. М. Эргономика: человекоориентированное проектирование техники, программных средств и среды [Текст] / В. М. Мунипов, В.П.

Ведев Д. Защита данных в компьютерных сетях.// Открытые системы.

Гриценко, Е. М. Технология разработки мультимедийных образовательных ресурсов. [Текст] / Е. М. Гриценко, Г. М. Рудакова.- Красноярск: СибГТУ.

Бхангал Ш. Flash. Трюки. 100 советов и рекомендаций профессионала — СПб.: Питер.

Андерсон, Э. Macromedia Flash MX 2004 / Энди Андерсон, Марк дел Лима, Стив Джонсон; пер. с англ. Латышевой Д. А. — М.: НТ Пресс, 2005. — 543.

Якимов, С.П. Объектно-ориентированное проектирование: Курс лекций для студентов направления 654 700, специальности 220 400 очной, очной сокращенной и заочной форм обучения. [Текст] / Якимов С. П. — Красноярск: СибГТУ.

Якимов, С.П. Объектно-ориентированное проектирование: лабораторный практикум для студентов направления 230 201 (654 700) специальности 230 105 (220 400) очной, очной сокращенной, заочной форм обучения / Якимов С. П. — Красноярск: ГОУ ВПО «СибГТУ».