Разработка электронного практикума по созданию Flash-приложений

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Информационное обеспечение, программирование
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    1,16 Мб
  • Опубликовано:
    2017-01-19
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Разработка электронного практикума по созданию Flash-приложений

Содержание

Введение

1. Аналитический обзор проблемы дистанционного образования

1.1 Особенности дистанционного образования

1.2 Обзор систем дистанционного образования

2. Предметная область и постановка задачи

2.1 Общая структура электронного практикума

2.2 Анализ функциональных характеристик СДО Moodle

2.3 Требования к разрабатываемому ЭП

2.3.1 Требования к системе в целом

2.3.2 Требования к видам обеспечения

3. Проектирование информационной системы

3.1 Функционально-ориентированное проектирование ЭП

3.2 Объектно-ориентированное проектирование ЭП

3.2.1 Построение диаграммы вариантов использования

3.2.2 Построение диаграммы деятельности

3.3 Оценка трудоемкости разработки проекта

4. Разработка информационного обеспечения системы

4.1 Анализ предметной области и выделение информационных объектов

4.2 Построение логической модели данных

4.3 Описание таблиц базы данных

4.4 Содержание электронного практикума

5. Разработка программного обеспечения

5.1 Описание программных средств

5.2 Алгоритм решения задачи

5.3 Реализация структуры интерфейса

5.4 Тестирование и оценка надежности программного продукта

6. Компьютерная реализация системы

6.1 Основные принципы работы с системой

6.2 Основные принципы работы с программным средством Macromedia Flash

Заключение

Список использованных источников

Введение


В современной системе образования возрастает роль информационных технологий, которые охватывают дополнительные возможности как для повышения качества и эффективности процесса обучения, так и для расширения сфер его применения. Быстрыми темпами развивается новая прогрессивная форма организации учебного процесса на основе принципа самостоятельного обучения ученика с помощью различных информационных ресурсов - дистанционное образование.

В связи с этими тенденциями все более актуальным становится вопрос создания качественных электронных учебников, пособий, лабораторных практикумов, справочников на базе современных компьютерных технологий. Средства гипертекста и мультимедиа (графика, анимация, видео, аудио) позволяет представить учебный материал в интерактивной и наглядной форме, обеспечить быстрое нахождение необходимой информации. Компьютерный тренинг и контроль активизируют процесс познания и дают оперативную оценку уровню усвоения учебного материала учащимися.

Как известно, учебная работа включает аудиторные занятия под руководством преподавателя и самостоятельную деятельность по освоению знаний. До сих пор вторая часть заключалась, в основном, в запоминании информации. Практический компонент самостоятельного домашнего задания был ограничен составлением текстов и формул.

С электронными образовательными ресурсами изменяется и первый компонент - получение информации. Одно дело - изучать текстовые описания объектов, процессов, явлений, совсем другое - увидеть их и исследовать в интерактивном режиме. Наиболее очевидны новые возможности при изучении культуры и искусства, представлений о макро - и микромирах, многих других объектов и процессов, которые не удается или в принципе невозможно наблюдать.

дистанционное образование электронный практикум

Если обобщить вышесказанное, то к достоинствам электронных учебных курсов и практикумов можно отнести: гибкость графика обучения; возможность учиться по индивидуальному плану согласно собственным потребностям и возможностям; объективная и независимая от преподавателя методика оценки знаний; возможность консультироваться с преподавателем в ходе обучения.

Цель выпускной квалификационной работы - разработка электронного практикума по созданию Flash-приложений. Практикум создается на основе системы дистанционного обучения Moodle. Данная система позволит удаленно обучаться данному курсу.

Выпускная квалификационная работа состоит из 6 разделов.

В первом разделе проводится аналитический обзор проблем дистанционного образования, где раскрываются особенности дистанционного образования, и приводится обзор систем дистанционного образования.

Во втором разделе рассматривается предметная область, структура электронного практикума, проводится анализ функциональных характеристик СДО Moodle и приводятся требования к разрабатываемому электронному практикуму.

В третьем разделе производится проектирование электронного практикума: функционально-ориентированное и объектно-ориентированное.

В четвертом разделе описывается разработка информационного обеспечения системы, а именно проводится анализ предметной области, выделение информационных объектов, построение логической модели данных, описание таблиц базы данных, и содержание самого электронного практикума.

Пятый раздел содержит описание программных средств, алгоритм решения задачи структуры построения практикума, приводится реализация структуры интерфейса, а также проводится тестирование электронного комплекса методом эквивалентных разбиений и оценка надежности системы.

В шестом разделе приведены инструкции пользователя к системе Moodle и к программному средству Macromedia Flash.

1. Аналитический обзор проблемы дистанционного образования


1.1 Особенности дистанционного образования


В современном обществе большое значение имеет внедрение информационных технологий при обучении. Приоритетный национальный проект в сфере образования предусматривает внедрение подобных технологий повсеместно, начиная со средних школ, заканчивая высшими учебными заведениями и учреждениями дополнительного образования. Но в то же самое время у многих преподавателей нет достаточно четкого представления об этих средствах. Поэтому становится актуальной разработка новых технологий и внедрение их в образовательный процесс. Одной из форм обучения, где широко используются информационные технологии, является дистанционное обучение, которое является основой систем открытого образования [1].

Универсальность данного образования позволяет реализовать идею непрерывного образования, обеспечивающего формирование личности с необходимым начальным запасом интеллектуальных сил и способностью их пополнения во время всего жизненного пути. Что касается определения дистанционного обучения, то под ним следует понимать взаимодействие учителя и учащихся между собой на расстоянии, отражающее все присущие учебному процессу компоненты (цели, содержание, методы, организационные формы, средства обучения) и реализуемые специфичными средствами интернет-технологий или другими средствами, предусматривающими интерактивность [1].

На рынке информационных технологий представлено множество систем дистанционного образования, но лишь небольшая часть из них пользуется спросом. Это объясняется высоким уровнем требований, которые предъявляются к данным системам. Основными из этих требований являются: соответствие запросам преподавателей и студентов, а также понятность работы в системе и её доступность.

Классифицируя системы ДО, Мархель И.И. в работе [2] выделил основные принципы работы систем дистанционного образования: интерактивность обучения, присутствие диалога в учебном процессе, ее адаптивность, гибкость учебного материала, увеличение активности обучаемого и быстрое распространение материала в дистанционном образовании.

В своих работах, Соловов А.В. выделяет такие достоинства дистанционного обучения, как получение базового и дополнительного образования по месту основной работы обучающегося [3]. Такая система обучения обеспечивает гибкость в выборе места и времени обучения, возможность обучаться без отрыва от своей основной деятельности, доступность обучения живущим в отдаленной местности, возможность выбора для изучения любых дисциплин, в том числе тех, которые являются уникальными или преподаются особо выдающимися личностями. Существенным достоинством дистанционного обучения является возможность индивидуализации учебного процесса и профессиональной подготовке специалистов путем составления индивидуальных планов для каждого обучаемого, систематического контроля и корректировки хода обучения.

Система образования, строящаяся на основе дистанционных образовательных технологий, в наибольшей мере отвечает принципу гуманистичности, согласно которому никто не должен быть лишен возможности учиться по причине бедности, географической или временной изолированности, социальной незащищенности и невозможности посещать образовательные учреждения в силу физических недостатков или занятости производственными и личными делами [1]. Являясь следствием объективного процесса информатизации общества и образования и вбирая в себя лучшие черты других форм, дистанционное обучение в XXI веке будет использоваться как наиболее перспективная, синтетическая, гуманистическая, интегральная форма получения образования.

Согласно Лебедевой М.Б. [1] среда дистанционного обучения характеризуется тем, что обучающиеся в основном, а часто и совсем, отдалены от преподавателя в пространстве и (или) во времени, в то же время они имеют возможность в любой момент поддерживать диалог с помощью средств телекоммуникации.

Целью дистанционного обучения является предоставление обучающимся непосредственно по месту жительства или временного их пребывания возможности освоения основных и (или) дополнительных профессиональных образовательных программ высшего и среднего профессионального образования соответственно в образовательных учреждениях высшего, среднего и дополнительного профессионального образования. Система дистанционного обучения отличается от традиционных форм обучения [1].

Отличия состоят в более высокой динамичности, связанной с гибкостью выбора обучающимися учебных курсов; большем объеме самостоятельной деятельности обучающихся; использовании всевозможных форм учебно-методического обеспечения; приближении потребителей образовательных услуг к среде обучения; более осознанном уровне мотивации потребителей образовательных услуг; создании комфортных условий для углубленного изучения конкретных проблем, обеспечения альтернативных способов получения информации; наличии интерактивной коммуникации [1].

Одним из немаловажных требований к системе дистанционного образования является ее гибкость - возможность преподавателя построить свою индивидуальную траекторию образования, настроить и сконфигурировать ее должным образом, что, несомненно, повышает качество и эффективность учебного процесса.

Кроме повышения эффективности обучения внедрение автоматизированных систем дистанционного образования имеет и другие положительные эффекты: работа с обучающей системой развивает умение и навыки самостоятельной работы; обучающие системы разгружают преподавателя от ряда трудоемких и часто повторяющихся операций по представлению учебной информации и контролю знаний; способствуют разработке объективных методов контроля знаний; облегчают накопление передового учебно-методического опыта [4]. Применение обучающих систем позволяет предоставить образовательные услуги более широкому кругу обучаемых.

Следующей важнейшей проблемой дистанционного образования является осуществление должного контроля. Объективной может быть только комплексная оценка, включающая в себя выполнение тестовых и практических заданий, получение экзаменационных и итоговых результатов; важно, чтобы преподаватель мог проверять файлы произвольного характера, загруженные студентом в качестве отчета.

Большинство существующих программных систем контроля реализует так называемый тестовый подход, характеризующийся тем, что учащемуся предъявляется вопрос с набором вариантов ответа, один из которых является правильным. После того как учащийся выберет правильный, по его мнению, ответ, следует реакция системы на выбранный вариант ответа, затем предъявляется следующий вопрос [5].

Также автоматизированная система дистанционного образования должна обладать дружественным и интуитивно понятным интерфейсом, поскольку ее пользователями могут быть и люди, не обладающие достаточными навыками.

После выбора среды разработки следующая проблема, с которой сталкивается разработчик - это наполнение информационно-образовательной среды требуемым содержанием. Это означает, что создаваемый курс должен обладать достаточным теоретическим и практическим материалом, чтобы сделать для пользователя излишним обращение к другим источникам и ресурсам. Еще один аспект, на который следует обращать внимание - это простота и понятность создания курсов дистанционного обучения. Не стоит забывать, что курс создается преподавателем, который не всегда является продвинутым пользователем ПК.

Еще одно требование к системе - наличие механизма общения между слушателями и преподавателем, необходимое для оперативного разрешения возникающих вопросов.

Таким образом, можно сделать вывод, что основная проблема внедрения систем дистанционного образования - это их несоответствие запрашиваемым требованиям. Существующие системы либо чрезвычайно сложны, либо недоступны.

Мы можем говорить о наличии приемлемой среды разработки, применяемой и в других странах для дистанционного образования, - среде Mооdle. Она может реализовать все основные запрашиваемые требования при наличии качественных систем, разработанных с учетом специфики дистанционного обучения в нашей стране.

1.2 Обзор систем дистанционного образования


В настоящий момент на российском рынке представлен целый ряд программных продуктов зарубежного и отечественного производства, предназначенных для организации контроля проверки знаний.

На основе анализа существующих ОpenSоurсe систем LMS\LСMS были выделены следующие: СДО "Прометей", ATutоr, Sakai, WRС e-EduсatiоnSystem, Сlarоline LMS, Mооdle. Основными критериями отбора были выбраны степень развитости системы в плане обучающих возможностей и поддержка русского языка.

С помощью Системы дистанционного обучения (СДО)"Прометей" можно построить в Интернет или интранет виртуальный университет и проводить дистанционное обучение большого числа слушателей, автоматизировав при этом весь учебный цикл - от приема заявок до отметки о выдаче итогового сертификата [6].

Модуль "Учебный портал" позволяет использовать СДО "Прометей" в качестве комплексной системой управления обучением и контентом. Благодаря функциям ведения лент новостей и редактирования информационных блоков, этим порталом управлять рядовой пользователь компьютера.

Функции групповой регистрации пользователей и группового зачисления на курс слушателей существенно повышают эффективность использования СДО "Прометей" в крупных проектах [6].

Один из 3-х режимов режим тестирования - тренинг - позволяет после ответа на каждый вопрос сразу же сообщать слушателю, правильно тот ответил или нет. Тестирование в этом режиме позволяет существенно повысить эффективность работы слушателя над ошибками на начальной, часто самой важной стадии освоения нового материала [6].

Гибкий инструментарий планирования учебного процесса дает возможность составления групповых учебных планов с последующей их корректировкой для отдельных слушателей, что существенно облегчает работу тьюторов и позволяет сочетать массовость обучения с индивидуальным подходом к обучающимся.

Инструменты "Фильтрация" и "Алфавитный пейджинг" существенно облегчают навигацию в списках большого объема и повышают эффективность работы с базами данных [6].

Подсистема библиотеки позволяет хранить в системе "Прометей" учебные пособия в любом файловом формате, закреплять их за определенными курсами или делать общедоступными. Подсистема библиотеки разграничивает доступ участников учебного процесса, а, кроме того, собирает статистику обращений слушателей [7].

Календарный план позволяет создавать план-график изучения курса, состоящий из перечня мероприятий. Каждому мероприятию ставятся в соответствие сроки проведения, тип, возможность оценки и другие параметры. Допускается корректировка календарного плана тьютором для каждого слушателя в отдельности: добавление мероприятия или удаление ранее добавленного мероприятия, а также изменение сроков мероприятий. По результатам проведения мероприятий тьютор может выставлять отметки слушателям, оценивая их успехи в изучении курса [7].

Тестирование реализует проверку учебных достижений слушателей. Учебные достижения слушателей могут оцениваться в режиме самопроверки или экзамена. Подсистема тестирования подсчитывает набранный балл и выдает отчет о результатах. Кроме того, подсистема предусматривает режим работы над ошибками и нелинейное выполнение теста (возможность возвращаться к пропущенным вопросам). Так же возможно общение между участниками учебного процесса при помощи следующих средств: форум, чат, почтовая рассылка, доска объявлений, обмен файлами [7].оr - это свободно распространяемая web-ориентированная система управления учебным контентом. Главными идеями разработки системы стали доступность и адаптируемость. Администраторы могут обновить или инсталлировать ATutоr за несколько минут, разработав собственные шаблоны оформления системы. Преподаватели могут быстро собирать, структурировать содержание учебного материала для проведения занятий оn-line. Обучаемые работают с гибкой, адаптивной средой обучения.оr применяется как онлайновая система управления учебным контентом, способствующая повышению квалификации учителей и научных работников. ATutоr используется в разных странах, имеет локализацию более чем на пятнадцати языках. Инструментарий, составляющий систему ATutоr достаточно понятен и вполне может быть использован для обучения школьников. Эти факты говорят в пользу востребованности программного продукта для обучения. Как утверждает команда разработчиков, ATutоr соответствует международным стандартам доступности [8].

Система может быть интегрирована с основными элементами ИТ-инфраструктуры заказчика - системой учета персонала, EPR системой, системами учета пользователей, корпоративной почтовой системой и т.п. Интеграция позволяет сделать внедрение и эксплуатацию системы максимально эффективными.

Сотни ведущих компаний России и стран СНГ успешно внедрили и используют систему WebTutоr. Общее количество пользователей системы (сотрудников ведущих компаний, использующих порталы, построенные на ее основе) превышает 500.000 человек [9].

Sakai - это онлайн система организации образовательного процесса. Sakai является одной из популярных систем дистанционного обучения с открытым исходным кодом, распространяемых по лицензии GNU GPL. В отличие от большинства аналогов, эта система полностью написана на языке Java, что делает ее крайне надежной, а главное, кроссплатформенной. Sakai поддерживает работу на разных базах данных - при небольших объемах можно использовать встроенную базу данных, а при более серьёзных нагрузках система может работать с MySQL или с Оraсle.

Система Sakai имеет достаточно широкий функционал и строится по модульному принципу. Здесь есть такие функции, как: Форумы, Чаты, Календари и расписания, Обмен файлами, RSS-ленты, Опросы, Презентации, Архив e-mail, Глоссарии, Wiki, Отчеты и много другого. Если какого-либо функционала недостаточно, его всегда можно допрограммировать. Сделать это можно собственными силами или привлекая внешних разработчиков. Плюс в том, что на российском рынке есть разработчики, которые могут допрограммировать нужный функционал в системе Sakai, а также заняться ее кастомизацией [10].

Несмотря на то, что официальной русскоязычной поддержки нет от главного разработчика, система хорошо адаптирована под русский язык и в интернете можно найти полностью русифицированную справку, подготовленную Санкт-Петербургским Государственным Университетом.

В первую очередь Sakai предназначена для академического сектора, что неудивительно, так как родилась эта система, как раз, в стенах нескольких западных университетов. На сегодняшний день система внедрена в более 10 российских ВУЗов [10].

Система дистанционного обучения WRС e-EduсatiоnSystem - это программный комплекс для построения системы дистанционного обучения в масштабе виртуального университета или крупной корпоративной образовательной системы [11]. Комплекс обеспечивает централизованное управление учебным процессом, в частности автоматизирует подготовку учебных планов по широкому кругу специальностей, формирует отчеты об успеваемости учащихся, "посещаемости" лекций и практических занятий, позволяет гибко настраивать права пользователей, управлять регистрацией, контролировать оплату образовательных услуг. Компонентная архитектура программного комплекса и открытые стандарты позволяют оперативно оптимизировать, модернизировать и расширять систему дистанционного образования [11].

Персональный учебный план студента формируется системой на основе регистрационных данных и специальных требований. Имеется возможность оптимизировать учебный план на основе результатов предварительного тестирования. Студенту предлагаются учебно-методические материалы для самостоятельного изучения с возможностями самоконтроля и оперативного получения консультаций [12].

В системе предусмотрены предварительные, промежуточные и итоговые тестирования, а также самостоятельные работы и практические задания. По результатам контрольных мероприятий система производит корректировку учебного плана.

Учебные материалы для СДО строятся на основе лекций, контрольных тестирований, практических заданий, самостоятельных работ и включения дополнительного материала. Лекции представляют собой форматированный текст, содержащий гипертекстовые ссылки, графические и видео материалы, а также интерактивные блоки. Система поддерживает более двадцати различных типов тестовых вопросов, адаптивные и обучающие виды тестирований. Практические задания представляют собой интерактивные блоки: виртуальные лаборатории, игровые задачи, демонстрации. Самостоятельные работы предполагают выполнение студентом какой-либо задачи с последующей проверкой результатов компьютерной системой или преподавателем. В качестве дополнительных материалов можно использовать текстовые данные, графические материалы, звуковые файлы, видео материалы, ссылки на интернет ресурсы, исполняемые файлы, архивы [12].

Основные преимущества системы - это простота использования, интуитивно понятный интерфейс, максимальная автоматизация учебного процесса, широкие возможности контроля и управления учебным процессом, формирование индивидуальных учебных планов, возможность обучения, как с преподавателем, так и без него, возможность подключения дополнительных модулей возможность интеграции с другим ПО (корпоративными информационными системами, системами управления персоналом, бухгалтерскими программами), высокая степень надежности и безопасности системы, низкие требования к программно-аппаратной конфигурации сервера и клиентского терминала. Система поддерживает форматы SСОRM 2004, SСОRM 1.2 и LRM [12].

Сlarоline LMS - это система дистанционного обучения, созданная еще в 2001 году в Бельгийском университете. С тех пор система постоянно развивается и совершенствуется. На сегодняшний день система используется для электронного обучения преимущественно в академическом секторе. В Сlarоline преподаватели имеют возможность создавать онлайн-курсы и управлять процессом обучения [13].

К плюсам системы можно отнести определенную простоту в управлении и надежность работы. Кроме того, несомненным преимуществом является тот факт, что это программное обеспечение переведено на 35 языков, включая русский. Также есть русскоязычные ресурсы, посвященные этой системе и сообщества в виде форумов. К сожалению, популярность системы не столь велика, как например, у Mооdle, поэтому сообщество пользователей в русскоязычном сегменте достаточно мало. Кроме того, документация по системе в основном не русифицирована [13].

К недостаткам Сlarоline можно отнести ее ограниченную функциональность - все ограничивается стандартным набором функций для электронного обучения - не более. С другой стороны, система распространяется по лицензии GNU GPL, а это значит, что у нее открытый код и в любой момент могут появится дополнительные модули, расширяющие функциональность от других пользователей или можно такие модули создать самостоятельно при определенных навыках или ресурсах.

Для установки системы требуется сервер с поддержкой PHP и база MySQL, что, как правило, есть на любой хостинговой площадке [13].

Mооdle относится к классу LMS (LearningManagementSystem) - систем управления обучением. В нашей стране аналогичное программное обеспечение чаще называюь системами дистанционного обучения (СДО), например как раз при поддержке аналогичных систем во множестве вузов организовано дистанционное обучение. Mооdle - это свободное программное обеспечение с лицензией GPL, что дает возможность бесплатного применения системы, и беспроблемного изменения в соответствии с потребностями образовательного учреждения и интеграции с другими продуктами. Mооdle - аббревиатура от Mоdular Оbjeсt-Оriented Dynamiс Learning Envirоnment (модульная объектно-ориентированная динамическая обучающая среда). Благодаря своим функциональным возможностям система приобрела большую популярность и успешно конкурирует с коммерческими LMS. Mооdle используется в очень большом количестве учебных заведений по всему миру и переведена почти на 80 языков, в том числе и на русский [14].

СДО Mооdle является свободно распространяемым программным обеспечением (ОpenSоurсe) и по количеству предоставляемых возможностей ее можно сравнивать с известными коммерческими СДО. Положительной стотороной системы является то, что она распространяется в открытом исходном коде, что дает возможность адаптировать систему под конкретный проект, и дополнить новыми модулями [15].

Сильной стороной Mооdle является предоставление широких возможностей для коммуникации. Система дает возможность обмениваться файлами любых форматов между преподавателем и студентом, так и между самими студентами. Элемент курса "форум" предоставляет возможность обсуждать вопросы, связанные с обучением, приглашая туда определенных обучающихся или целые группы, позволяя вкладывать в обсуждения различные файлы. Данный элемент позволяет обсуждать учебные вопросы в режиме реального времени. Сервисы "Обмен сообщениями", "Комментарий" дают возможность для индивидуальной работы преподавателя со студентом, к примеру, для высказывания предложений по изменению работ обучающегося или обсуждения индивидуальных проблем, связанных с обучением [16].

Особенностью Mооdle можно считать возможность создавать и хранить данные каждого обучающегося: сообщения в переписках, выполненные задания, оценки к которым выставляет преподаватель. Система контролирует посещаемость студентов и их активность на изучаемых курсах. Для подготовки и проведения занятий в системе Mооdle возможно использование разнообразных элементов курса. Преподаватель может создавать и использовать в рамках курса любую систему оценивания. Все отметки по каждому курсу хранятся в сводной ведомости. Материалом курса могут быть разнообразные текстовые документы, иллюстрации, аудио или видео файлы. Для создания дополнительных курсов в систему встроен визуальный редактор, который позволяет преподавателю, не имеющему особых знаний в программировании, без проблем создавать новые страницы, включающие, например, иллюстрации или таблицы.

Выполнивший задание студент, отправляет результат на сервер в виде файла любого формата или создаёт текст непосредственно в системе Mооdle (при помощи встроенного визуального редактора). Преподаватель в свою очередь, может оперативно проверить сданные студентом файлы или тексты, прокомментировать их и, при необходимости, предложить доработать в каких-то направлениях. Если преподаватель считает это необходимым, он может открыть ссылки на файлы, сданные участниками курса, и сделать эти работы предметом обсуждения в форуме.

Блоком для консультаций может являться "Форум", который позволяет не только общаться преподавателю со студентом, но еще и дает возможность самим обучающимся консультироваться друг с другом [17].

Элемент курса "Урок" позволяет изучать учебный материал, который можно разбить на отдельные лекции, после которых можно сделать контрольные вопросы. Систему можно настроить таким образом, чтобы по результатам контроля был возможен или невозможен переход к следующим материалам. Данный элемент курса позволяет оценивать работы обучающихся самой системой, от преподавателя при этом требуется лишь задать диапазон правильных ответов для определенных оценок [17].

Одним из методов проверки знаний является блок "Тесты", который позволяет преподавателю разрабатывать тесты с использованием вопросов различных типов: вопросы в закрытой форме (множественный выбор), да/нет, короткий ответ, числовой, соответствие, случайный вопрос, вложенный ответ. На прохождение теста может быть установлено несколько попыток. Предоставляется возможность установки лимита времени на работу с тестом. Преподаватель может оценить результаты работы с тестом, просто показать правильные ответы на вопросы теста.

Из всего выше сказанного, можно сделать вывод о том, что система является практически универсальной для проведения обучения студентов, при этом являясь бесплатной для самого высшего учебного заведения. Используя разнообразные сочетания элементов курса, можно организовать изучение материала таким образом, чтобы данная форма обучения соответствовала целям и задачам конкретных дисциплин [17].

2. Предметная область и постановка задачи


2.1 Общая структура электронного практикума


Целью данной работы является создание электронного лабораторного практикума (ЭЛП) по теме "Разработка Flash-приложений", который идет в дополнение к изучаемой дисциплине "Мультимедиа технологии". Практикум могут проходить студенты не только в обязательном порядке, но и добровольно, если есть желание получить дополнительные знания.

Требования к электронному практикуму, предъявляемые при его создании и эксплуатации: простота и удобство интерфейса; возможность самостоятельной работы студентов вне стен образовательного учреждения. Предоставляемый материал электронного практикума должен быть четко структурирован, включая наиболее понятные пояснения по проделываемой работе. ЭЛП должен обеспечивать необходимый уровень подготовки по данной предметной области в условиях данной методики изучения материала, и делать уклон на обучение студентов без предварительного базового уровня знаний по используемому прикладному программному обеспечению. Обучающий комплекс должен обеспечивать простоту и удобство переходов к объектам, разделам и средствам обучения за счет встроенной навигации.

К информационной составляющей электронного практикума относятся задания к лабораторному практикуму.

Электронный комплекс обязан обеспечить возможность обучения студентов дистанционно. Обучающийся, должен иметь доступ к сети интернет, где находится данный обучающий практикум. В случае, если у студента нет доступа к глобальной сети, то данный обучающийся может использовать выход в сеть в зданиях университета, с целью переноса заданий и программного средства, на котором будут выполняться эти задания, на внешний носитель, и в дальнейшем выполнять эти задания в удобных для студента условиях.

Система электронного лабораторного практикума должна обладать удобной навигацией, с возможностью перехода к нужным темам, и обратно, а также иметь возможность загрузить текст задания на свою рабочую станцию.

Главной целью создания электронного практикума по разработке "Flash - приложений" является получение дополнительных, и в то же время необходимых знаний по дисциплине "Мультимедиа технологии", которая преподается студентам направления "Информационные системы и технологии". При этом, главным плюсом данного практикума является то, что он не затрагивает отведенные академические часы обучения студентов в стенах учебного заведения. Это способствует приобретению большего объема знаний студентом, так как он получает возможность обучаться не только посещая занятия, но и самостоятельно, проделывая данный лабораторный практикум.

По причине того, что данный практикум изучается студентами самостоятельно, электронный обучающий материал практикума должен быть составлен таким образом, что у обучающегося не должно возникать вопросов по изучаемым темам. Весь материал должен быть поделен на пункты, в которых полностью прописываются необходимые действия, шаг за шагом. При этом, материал обязан полностью соответствовать необходимым требованиям и стандартам изучения данной дисциплины.

Пройдя определенную тему, студенту должна предоставляться возможность выполнить индивидуальное задание, исходя из знаний, полученных при изучении данной темы. Эти задания способствуют наибольшему закреплению полученных знаний, так как проделывая работу самостоятельно, студент начинает мыслить, пробовать выполнять работу опираясь на знания, что благотворно влияет на запоминание материала.

После изучения тем, обучающемуся предоставляется возможность пройти систему контроля знаний, которая должна присутствовать в комплексе. В роли данной системы выступит итоговый тест по всем темам практикума.

На основе анализа предметной области автоматизации разработана функциональная структура электронного лабораторного практикума, которая представлена на рисунке 2.1.

Функциональная структура включает пять модулей.

Рисунок 2.1 - Функциональная структура электронного практикума

Модуль студента хранит информацию о зарегистрированных студентах и дает возможность проходить практикум данному типу пользователей.

Модуль преподавателя хранят информацию о зарегистрированных преподавателях, и дает возможность данному типу пользователей редактировать практикум.

Модуль регистрации-авторизации проверяет информацию, поступающую из модуля студента или модуля преподавателя, сравнивает её с имеющейся информацией в единой базе данных и в зависимости от наличия таких данных в базе отвечает за регистрацию или за авторизацию пользователя.

Модуль практикума - главный модуль в системе, который состоит из трёх блоков: блок практических работ, блок индивидуальных заданий и блок итогового теста. Блок практических работ содержит файлы, распределенные по темам, и которые содержат упорядоченный текст выполнения работ. Блок индивидуальных заданий содержит задания, которые студенты должны выполнять самостоятельно, опираясь на знания, полученные в ходе выполнения блока лабораторных работ. Блок итогового теста содержит итоговый тест по всем темам лабораторного практикума.

Каждый обучающийся должен выполнить блоки практических работ и индивидуальных заданий, для успешного прохождения итогового теста.

Модуль результатов содержит результаты прохождения всех трех блоков модуля практикума. Причем студенты могут ознакомиться только со своими результатами, а преподавателю доступны результаты всех студентов.

2.2 Анализ функциональных характеристик СДО Moodle


Mооdle относится к классу LMS (LearningManagementSystem) - систем управления обучением. В нашей стране аналогичное программное обеспечение чаще называют системами дистанционного обучения (СДО), как раз при поддержке аналогичных систем во множестве вузов организовано дистанционное обучение. Mооdle - это свободное программное обеспечение с лицензией GPL, что дает возможность бесплатного применения системы.

Положительной стороной системы является то, что она распространяется в открытом исходном коде, что дает возможность адаптировать систему под конкретный проект, и дополнить новыми модулями [15].

Пользователи могут копировать, использовать и изменять программный код по своему усмотрению в том случае, если согласны: предоставлять код другим, не изменять и не удалять изначальные лицензии и авторские права и использовать такую же лицензию на всю производную работу [16].

Сильной стороной Mооdle является предоставление широких возможностей для коммуникации. Система дает возможность обмениваться файлами любых форматов между преподавателем и студентом, так и между самими студентами. Элемент курса "форум" предоставляет возможность обсуждать вопросы, связанные с обучением, приглашая туда определенных обучающихся или целые группы, позволяя вкладывать в обсуждения различные файлы. Данный элемент позволяет обсуждать учебные вопросы в режиме реального времени. Сервисы "Обмен сообщениями", "Комментарий" дают возможность для индивидуальной работы преподавателя со студентом, к примеру, для высказывания предложений по изменению работ обучающегося или обсуждения индивидуальных проблем, связанных с обучением [16].

Особенностью Mооdle можно считать возможность создавать и хранить данные каждого обучающегося: сообщения в переписках, выполненные задания, оценки к которым выставляет преподаватель. Система контролирует посещаемость студентов и их активность на изучаемых курсах. Для подготовки и проведения занятий в системе Mооdle возможно использование разнообразных элементов курса. Преподаватель может создавать и использовать в рамках курса любую систему оценивания. Все отметки по каждому курсу хранятся в сводной ведомости. Материалом курса могут быть разнообразные текстовые документы, иллюстрации, аудио или видео файлы. Для создания дополнительных курсов в систему встроен визуальный редактор, который позволяет преподавателю, не имеющему особых знаний в программировании, без проблем создавать новые страницы, включающие, например, иллюстрации или таблицы [16].

Выполнивший задание студент, отправляет результат на сервер в виде файла любого формата или создаёт текст непосредственно в системе Mооdle (при помощи встроенного визуального редактора). Преподаватель в свою очередь, может оперативно проверить сданные студентом файлы или тексты, прокомментировать их и, при необходимости, предложить доработать в каких-то направлениях. Если преподаватель считает это необходимым, он может открыть ссылки на файлы, сданные участниками курса, и сделать эти работы предметом обсуждения в форуме.

В системе Moodle существует два типа форматов курсов: структура и календарь.

В выпускной квалификационной работе за основу курса выбран формат "структура", так как данный формат позволяет наиболее структурировано организовать предоставление учебного материала, а сроки освоения студентами каждой темы не критичны.

Существуют различные элементы курса, которые можно внести в каждый раздел: глоссарий, позволяющий организовать работу с терминами; ресурс (текст, иллюстрация, web-страница, аудио или видео файл); задания, позволяющие преподавателю ставить задачу, которая требует от учащихся подготовить ответ в электронном виде и загрузить его на сервер; форум для учебного обсуждения проблем, для проведения консультаций; wiki для коллективного редактирования текстов; лекции для организации пошагового изучения учебного материала; тесты, позволяющие преподавателю разрабатывать тесты с использованием вопросов различных типов; пояснение позволяет помещать текст и графику на главную страницу курса.

Используя сочетания различных элементов курса, есть возможность организовать изучение материала так, чтобы формат обучения соответствовал целям и задачам конкретных занятий.

В качестве полей ввода во всех ресурсах и элементах курса используется удобный и интуитивно понятный WYSIWYG HTML редактор, также существует возможность ввода формул в формате TeX или Algebra.

Для элементов курса система Moodle позволяет произвести оценивание. В системе существует удобная страница просмотра последних изменений в курсе, где за выбранный промежуток времени преподаватель может увидеть изменения в подписчиках к курсу, сведения о прошедших тестирование студентах.

Кроме того, есть возможность детально просмотреть, какие действия в курсе выполнялись различными участниками. В Moodle используется e-mail-рассылки копий сообщений с форумов, отзывов учителей, есть возможность отправки e-mail сообщений произвольной группе участников курса.

2.3 Требования к разрабатываемому ЭП


2.3.1 Требования к системе в целом

Электронный лабораторный практикум по теме "Разработка Flash-приложений" должен обладать следующими функциями:

1)      регистрация обучающихся;

2)      разграничение прав доступа пользователей к системе;

3)      создание и ведение списков учебных групп;

4)      контроль успеваемости студентов;

5)      возможность управления и обработки всей информации в базе данных;

6)      формирование отчетов о прохождении курса;

7)      обеспечение простого и удобного доступа к хранящейся в базе данных информации через глобальную сеть Internet.

Системотехнические требования к разрабатываемому электронному комплексу:

)        открытость, то есть возможность наращивания функциональности за счет взаимодействия с другим программным обеспечением;

2)      интегрируемость: система должна иметь возможность интегрироваться в единую информационную среду университета;

)        масштабируемость, то есть способность справляться с увеличением рабочей нагрузки в системе при добавлении ресурсов.

)        расширяемость, которая подразумевает возможность увеличения функциональных возможностей системы, не выходя за рамки принятой изначально идеи развития и технологической базы, в соответствии с потребностями пользователей;

)        переносимость: возможность работать на различных аппаратных платформах и операционных системах.

Аппаратно-программные средства системы должны создаваться на основе современных технологий в сфере телекоммуникаций и автоматизации управления и удовлетворять следующим основным требованиям:

)        поддерживать распределенную обработку информации, доступ к ресурсам системы, как по локальной сети, так и через internet;

2)      поддерживать возможность хранения в единой базе данных больших объемов информации (комплексность, единство базы данных), обеспечивать возможности функционального расширения и наращивания мощности (расширяемость и масштабируемость);

)        использовать единую систему классификации и кодирования (унифицированность);

)        обеспечивать надлежащий уровень защиты передаваемых данных;

)        обеспечивать высокую надёжность и устойчивость к сбоям;

)        иметь встроенные средства оперативной аналитической обработки данных;

)        обеспечивать непротиворечивость и полноту хранимой информации (целостность).

2.3.2 Требования к видам обеспечения

Изначально, программа Moodle разрабатывалась под операционную систему Linux, веб-сервер Apache, СУБД MySQL, язык программирования PHP (платформа LAMP). Однако, она работает и на других платформах (Windows, Solaris, Mac OS X, Netware 6), используя системы управления базами данных PostgreSQL, Oracle, Microsoft SQL Server. СДО Требует свободного дискового пространства - минимум 160 Мб. Дополнительно требуется пространство для хранения материалов дистанционных курсов и данных учащихся. Необходимая оперативная память - минимум 256 Мб, рекомендуется 1 Гб. Ориентировочные расчеты показывают, что необходимо 1 Гб памяти для обеспечения стабильной работы 50 конкурентных пользователей.

Для работы в системе Moodle необходимо Internet-соединение. Рекомендуемая скорость подключения - не менее 512 Кбит/сек. Рекомендуемый браузер: Chrome или другие: Internet Explorer 6.0 и выше, Mozilla Firefox, Opera. В настройках браузера необходимо разрешить выполнение сценариев Javascript. Также необходимо включить поддержку cookie (чаще всего эти параметры включены по умолчанию).

Для просмотра документов необходимы: Adobe Reader или аналоги, программы MS Office (Word, Excel, PowerPoint и др.) или Open Office. Программное обеспечение QuickTime и Flash player, необходимое для мультимедийных функций. Для регистрации в системе Moodle необходима электронная почта.

Требования к программному обеспечению:

)        web-сервер - Apache или любой другой web-сервер, который поддерживает PHP, например IIS под Windows;

2)      язык сценариев PHP;

)        работающий сервер баз данных - MySQL или PostgreSQL.

Обоснование выбора эксплуатационных характеристик компьютера: операционной системы, программного обеспечения, факторов, влияющих на выбор методов и средств проектирования интерфейса системы:

)        факторы, относящиеся к эксплуатационным характеристикам компьютера: компьютеры данной конфигурации имеются в университете; пользователи уже имеют необходимый опыт работы на компьютере; выполнены все условия эксплуатации;

2)      факторы, влияющие на выбор методов и средств проектирования интерфейса системы: совместимость; получение качественного продукта; сокращение времени и стоимостных затрат на проектирование.

)        при выборе операционной системы определяющими факторами являются: наличие справочной службы для пользователей; возможность использования различных устройств ввода-вывода; требования к аппаратным средствам; необходимое число поддерживаемых программных продуктов; быстродействие; наличие дружественного интерфейса и простота использования; возможность быстрой настройки на новые аппаратные средства; совместимость с другими ОС. Всеми этими качествами обладает ОС Windows 7 и для данной конфигурации: процессор: AMD Athlon II X2 255 (3,1 Ггц), память: DDR2 2048 Mb, жесткий диск: 250 GB, привод: DVD-RW, видеокарта: ATI Radeon HD 5770, - является оптимальной, компьютера такой мощности вполне достаточно для функционирования системы.

3. Проектирование информационной системы


3.1 Функционально-ориентированное проектирование ЭП


Проектирование информационной системы начинается с построения контекстной диаграммы [18], которая представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Контекстная диаграмма

Стрелки контекстной диаграммы представлены в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Стрелки контекстной диаграммы

Наименование стрелки

Описание

Тип

Преподаватель

Данные преподавателя

Input

Студент

Данные студента

Input

Методы и правила проверки знаний и их оценивания

Материалы курса и оценивание студентов по ним

Control

СДО Moodle

Среда, в которой возможно создание новых модулей практикума или редактирование существующих

Mechanism

Macromedia Flash Professional 8

Программное средство, в котором выполняются задания практикума

Mechanism

Результаты прохождения практикума

Данные об результатах обучения студентов

Output

Статистика по прохождению практикума

Статистика обучения студентов

Output


Диаграмма декомпозиции первого уровня представлена на рисунке 3.2 на следующей странице.

Рисунок 3.2 - Диаграмма декомпозиции первого уровня

В таблице 3.2 представлено описание основных элементов модели IDEF0.

Таблица 3.2 - Основные элементы модели IDEF0 (первый уровень)

Список данных

Перечень функций

Преподаватель Студент Методы и правила проверки знаний и их оценивания СДО Moodle Macromedia Flash Professional 8 Результаты прохождения практикума Статистика по прохождению практикума

А0. Разработка электронного лабораторного практикума по теме "Разработка Flash-приложений"

Преподаватель Студент Методы и правила проверки знаний и их оценивания СДО Moodle Macromedia Flash Professional 8 Результаты прохождения практикума Статистика по прохождению практикума Переход к выполнению Данные о прохождении практикума

A1. Вход студента А2. Вход преподавателя А3. Мониторинг и редактирование курса А4. Выполнение практикума А5. Подведение и просмотр итогов по прохождению практикума


В таблице 3.3 представлено описание функциональных блоков диаграммы декомпозиции первого уровня.

Таблица 3.3 - Описание функциональных блоков IDEF0 (первый уровень)

Наименование блока

Описание решаемых задач

1

2

А1. Вход студента

Вводятся данные студента - логин/пароль для авторизации в системе

А2. Вход преподавателя

Вводятся данные преподавателя - логин/пароль для авторизации в системе

А3. Мониторинг и редактирование курса

Редактирование курса и наблюдение как проходят его студенты

А4. Выполнение практикума

Прохождение практикума студентом

А5. Подведение и просмотр итогов по прохождению практикума

Расчет результатов прохождения


Диаграмма декомпозиции второго уровня представлена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Диаграмма декомпозиции второго уровня

В таблице 3.4 представлено описание основных элементов модели IDEF0.

Таблица 3.4 - Основные элементы модели IDEF0 (второй уровень)

Список данных

Перечень функций

Методы и правила проверки знаний и их оценивания СДО Moodle Macromedia Flash Professional 8 Переход к выполнению Данные о прохождении практикума

А4. Выполнение практикума

Методы и правила проверки знаний и их оценивания СДО Moodle Macromedia Flash Professional 8 Переход к выполнению Данные о прохождении практикума

A41. Выбор темы практикума А42. Прохождение итогового теста А43. Выполнение практических работ А44. Выполнение индивидуальных заданий А45. Результат прохождения


В таблице 3.5 представлено описание функциональных блоков диаграммы декомпозиции второго уровня.

Таблица 3.5 - Описание функциональных блоков IDEF0 (второй уровень)

Наименование блока

Описание решаемых задач

А41. Выбор темы практикума

Студентом выбирается тема практикума для выполнения

А42. Прохождение итогового теста

Студент проходит итоговый тест по всему материалу, изученному в практикуме

А43. Выполнение заданий по темам

Студент выполняет работу и отслеживает свой прогресс, а также студент может просматривать результаты по уже выполненным работам

А44. Выполнение индивидуальных заданий

Студент самостоятельно выполняет задания

А45. Результат прохождения

Студент может отслеживать результаты выполненных им работ, а также результат итогового теста


Диаграмма IDEF3 представлена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Диаграмма IDEF3

В таблице 3.6 представлено описание основных элементов модели IDEF3.

Таблица 3.6 - Основные элементы модели IDEF3

Перечень действий

Тип соединения


Название

Вид

1. Вводить данные в форму входа

Соединение "И" J1

Разворачивающее

1. Ввести логин

Исключающее "ИЛИ" J5

Разворачивающее

1. Ввести пароль

Исключающее "ИЛИ" J6

Разворачивающее

1. Вход в систему

Соединение "ИЛИ" J4

Сворачивающее


В таблице 3.7 представлено описание функциональных блоков IDEF3.

Таблица 3.7 - Описание функциональных блоков IDEF3

Наименование блока

Описание решаемых задач

1. Форма входа

Вывод формы для возможности ввода логина и пароля

2. Ввод логина

Ввод логина в форму

3. Ввод пароля

Ввод пароля в форму

4. Вход в систему

Осуществление входа в систему

3.2 Объектно-ориентированное проектирование ЭП


Объектно-ориентированный подход использует объектную декомпозицию. При этом статическая структура системы описывается в терминах объектов и связей между ними, а поведение системы описывается в терминах обмена сообщениями между объектами. Каждый объект системы обладает своим собственным поведением, моделирующим поведение объекта реального мира.

3.2.1 Построение диаграммы вариантов использования

Диаграмма вариантов использования является исходным концептуальным представлением системы в процессе ее проектирования и разработки. Данная диаграмма состоит из актеров, вариантов использования и отношений между ними. При построении диаграммы могут использоваться также общие элементы нотации: примечания и механизмы расширения [19].

Суть данной диаграммы состоит в следующем: проектируемая система представляется в виде множества актеров, взаимодействующих с системой с помощью вариантов использования. При этом актером (действующим лицом) называется любой объект, субъект или система, взаимодействующая с моделируемой системой извне. Это может быть человек, техническое устройство или другая система, которая может служить источником воздействия на моделируемую систему. В свою очередь вариант использования - это спецификация функций, которые система предоставляет актеру [19].

В данной работе в диаграмме вариантов использования 2 действующих лица: студент и преподаватель. Главным из них является преподаватель, так как благодаря его работе осуществляется редактирование курса и осуществление мониторинга деятельности студентов на курсе. Студент на курсе может выполнять задания, проходить итоговый тест, просматривать собственные результаты прохождения практикума.

Диаграмма вариантов использования представлена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 - Диаграмма вариантов использования

Следует отметить, что одним из требований языка UML является самодостаточность диаграмм для представления информации о моделях проектируемых систем. Однако, изобразительных средств языка UML не хватает для того, чтобы учесть на диаграммах вариантов использования особенности функционального поведения сложной системы. С этой целью данный тип диаграмм дополняют текстовыми сценариями, которые уточняют или детализируют последовательность действий, совершаемых системой при выполнении ее вариантов использования [20].

Предлагаются различные способы представления или написания подобных сценариев. Один из таких шаблонов рассматривается в таблице 3.8, который будет применен для дополнения диаграммы вариантов использования.

Таблица 3.8 - Шаблон для написания сценария отдельного варианта использования

Главный раздел

Раздел "Типичный ход событий"

Раздел "Исключения"

Раздел "Примечания"

Имя варианта использования

Типичный ход событий, приводящий к успешному выполнению варианта использования

Исключение №1 Исключение №2 Исключение №3

Примечания

Актеры




Цель




Краткое описание




Тип




Ссылки на другие варианты использования





На следующем этапе разработки модели вариантов использования следует дополнить диаграмму вариантов использования текстовым сценарием, написанным на основе предложенного ранее шаблона. Сценарий удобно представить в виде трех таблиц, каждая из которых описывает отдельный раздел шаблона [20].

В главном разделе, представленном в таблице 3.9, указывается имя рассматриваемого варианта использования, имена взаимосвязанных с ним актеров, цель выполнения варианта, условный тип и ссылки на другие варианты использования.

Таблица 3.9 - Главный раздел

Вариант использования

Изменение структуры электронного практикума

Актеры

Преподаватель

Цель

Внесение изменений в структуру электронного практикума

Краткое описание

Преподаватель вносит изменения в практические работы и индивидуальные задания, в итоговый тест и его структуру, а также изменяет информацию по курсу.

Тип

Базовый


В следующем разделе сценария, представленном в таблице 3.10, описывается последовательность действий, приводящая к успешному выполнению рассматриваемого варианта использования.

Таблица 3.10 - Раздел "Типичный ход событий"

Действия актеров

Отклик системы

1

2

1 Преподаватель вносит изменения в информацию по курсу и сохраняет их. Исключение №1: преподаватель не сохраняет изменения

2 Система открывает форму с новыми данными

3 Преподаватель изменяет практические работы и загружает их в систему, удаляя при этом старые задания Исключение №2: преподаватель не удаляет ненужные практические работы

4 Система сохраняет новый документ с практическими работами

5 Преподаватель изменяет индивидуальные задания и загружает их в систему, удаляя при этом старые задания Исключение №3: преподаватель не удаляет ненужные индивидуальные задания

6 Система сохраняет новый документ с индивидуальными заданиями

Продолжение таблицы 3.10


1

2

7 Преподаватель изменяет итоговый тест, сохраняя изменения Исключение №4: преподаватель не сохраняет изменения в итоговом тесте

8. Система сохраняет измененный итоговый тест


В третьем разделе сценария, представленном в таблице 3.11, описывается последовательность действий, выполняемых при возникновении исключительных ситуаций или исключений.

Таблица 3.11 - Раздел "Исключения"

Действия актеров

Отклик системы

Исключение №1: преподаватель не сохраняет изменения

8 Преподаватель сохраняет изменения

Система оставляет информацию без изменений

Исключение №2: преподаватель не удаляет ненужные практические работы

9 Преподаватель удаляет ненужные практические работы

Система сохраняет и новый и старый документы с работами

Исключение №3: преподаватель не удаляет ненужные индивидуальные задания

10 Преподаватель удаляет ненужные индивидуальные задания

Система сохраняет и новый и старый документы с заданиями

Исключение №4: преподаватель не сохраняет изменения в итоговом тесте

11 Преподаватель сохраняет изменения в итоговом тесте

Система оставляет неизмененный итоговый тест

3.2.2 Построение диаграммы деятельности

Диаграмма деятельности - это технология, позволяющая описывать логику процедур, бизнес-процессы и потоки работ. Во многих случаях они напоминают блок-схемы, но принципиальная разница между диаграммами деятельности и нотацией блок-схем заключается в том, что диаграммы деятельности поддерживают параллельное процессы [20].

Диаграмма подразумевает действия пользователей по отношению к системе. Вход в систему осуществляется через специальную форму входа, где нужно ввести логин и пароль. При верном введенном логине и пароле система перебрасывает пользователя на форму работы с системой, в роли преподавателя, или студента.

Диаграмма деятельности электронного практикума представлена на рисунке 3.6 на следующей странице.

Рисунок 3.6 - Диаграмма деятельности

В роли преподавателя возможно: редактирование курса, изменение структуры практикума, регистрация студентов с распределением их по группам, проверка выполненных заданий, редактирование итогового теста, просмотр успеваемости студентов.

В роли студента можно выполнять практические работы, индивидуальные задания, выполнить итоговый тест, и просмотреть результаты прохождения практикума. При завершении работ производится выход из курса, то есть переход в конечное состояние. Если пароль или логин введены неверно, то система не впускает пользователя, пока он не введет правильные данные.

3.3 Оценка трудоемкости разработки проекта


Оценка трудоемкости разработки проекта производится с использованием методики на основе вариантов использования.

В таблице 3.12 представлены весовые коэффициенты действующих лиц.

Таблица 3.12 - Весовые коэффициенты действующих лиц

Тип действующего лица

Весовой коэффициент

Простое

1

Среднее

2

Сложное

3


В таблице 3.13 представлены типы действующих лиц для разрабатываемой системы.

Таблица 3.13 - Типы действующих лиц для разрабатываемой системы

Действующее лицо

Тип

Преподаватель

Среднее

Студент

Среднее


При вычислении общего весового показателя количество действующих лиц каждого типа умножается на соответствующий весовой коэффициент. Общий весовой показатель рассчитывается по формуле:

 (3.1)

Вычислим общий весовой показатель количества действующих лиц, по формуле (3.1):


В таблице 3.14 представлены весовые коэффициенты вариантов использования.

Таблица 3.14 - Весовые коэффициенты вариантов использования

Тип варианта использования

Описание

Весовой коэффициент

Простой

3 или менее транзакций

5

Средний

от 4 до 7 транзакций

10

Сложный

более 7 транзакций

15


В таблице 3.15 представлена сложность вариантов использования для разрабатываемой системы

Таблица 3.15 - Сложность вариантов использования для разрабатываемой системы

Вариант использования

Тип

Добавление и редактирование заданий

Простой

Добавление и редактирование итогового теста

Простой

Мониторинг работы студентов

Простой

Редактирование курса

Средний

Прохождение итогового теста

Простой

Выполнение заданий по темам

Простой

Выполнение индивидуальных заданий по темам

Простой


При вычислении общего весового показателя количество вариантов использования каждого типа умножается на соответствующий весовой коэффициент по формуле (3.1):

.

Общий весовой показатель вычисляется по формуле:

 (3.2)

Вычислим общий весовой показатель по формуле (3.2):


Показатели технической сложности проекта представлены в таблице 3.16.

Таблица 3.16 - Показатели технической сложности проекта

Показатель

Описание

Вес

Т1

Распределенная система

2

Т2

Высокая пропускная способность

1

Т3

Работа конечных пользователей в режиме он-лайн

1

Т4

Сложная обработка данных

1

Т5

Повторное использование кода

1

Т6

Простота установки

1

Т7

Простота использования

0,5

Т8

Переносимость

2

Т9

Простота внесения изменений

1

Т10

Параллелизм

1

Т11

Специальные требования к безопасности

1

Т12

Непосредственный доступ к системе со стороны внешних пользователей

1

Т13

Специальные требования к обучению пользователей

1


В таблице 3.17 представлены показатели технической сложности для рассматриваемой системы.

Таблица 3.17 - Показатели технической сложности для рассматриваемой системы

Показатель

Вес

Значение

Значение с учетом веса

1

2

3

4

Т1

2

2

4

Т2

1

1

3

Т3

1

5

5

Т4

1

1

1

Т5

1

0

0

Т6

1

3

3

Продолжение таблицы 3.17

1

2

3

4

Т7

0,5

4

2

Т8

2

1

2

Т9

1

3

3

Т10

1

4

4

Т11

1

5

5

Т12

1

4

4

Т13

1

4

2



40


Техническая сложность проекта электронного практикума вычисляется по формуле:

 (3.3)

Вычислим техническую сложность проекта по формуле (3.3):

=0,6+ (0,01*40) =1.

В таблице 3.18 представлены показатели уровня квалификации разработчиков

Таблица 3.18 - Показатели уровня квалификации разработчиков

Показатель

Описание

Вес

F1

Знакомство с технологией

1,5

F2

Опыт разработки приложений

0,5

F3

Опыт использования объектно - ориентированного подхода

1

F4

Наличие ведущего аналитика

0,5

F5

Мотивация

1

F6

Стабильность требований

2

F7

Частичная занятость

-1

F8

Сложные языки программирования

-1


Каждому показателю присваивается значение от 0 до 5.

Для показателей F1 - F4: 0 - отсутствие, 3 - средний уровень, 5 - высокий уровень.

Для показателя F5: 0 - отсутствие мотивации, 3 - средний уровень мотивации, 5 - высокий уровень мотивации.

Для показателя F6: 0 - высокая нестабильность требований, 3 - средняя нестабильность требований, 5 - стабильные требования.

Для показателя F7: 0 - отсутствие специалистов с частичной занятостью, 3 - средний уровень, 5 - все специалисты с частичной занятостью.

Для показателя F8: 0 - простой язык программирования, 3 - средняя сложность языка программирования, 5 - высокая сложность языка программирования.

В таблице 3.19 представлены показатели уровня квалификации разработчиков для разрабатываемой системы.

Таблица 3.19 - Показатели уровня квалификации разработчиков для разрабатываемой системы.

Показатель

Вес

Значение

Значение с учетом веса

F1

1,5

2

3

F2

0,5

2

1

F3

1

2

2

F4

0,5

0

0

F5

1

0

0

F6

2

1

2

F7

-1

2

-2

F8

-1

3

-3



3


Уровень квалификации разработчиков вычисляется по формуле:

 (3.4)=1,4+ (-0,03*3) =1,31.

Окончательное значение трудоемкости рассчитывается по формуле:

 (3.5)=44*1*1,31=57,64.

В качестве начального значения предлагается использовать 12 человеко-часов на один UCP. Общее количество человеко-часов на весь проект рассчитывается:

,64*12=691,68.

При сорока часовой рабочей неделе длительность разработки электронного практикума равна 18 неделям.

4. Разработка информационного обеспечения системы


4.1 Анализ предметной области и выделение информационных объектов


Проведя анализ предметной области и требований к разрабатываемой системе, было принято решение об организации набора баз данных [21]. Состав информационного обеспечения представлен в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Состав информационного обеспечения

Название информационного объекта (ИО)

Обозначение ИО

Семантика ИО

Студенты

Студенты

Содержит информацию о студентах, подписанных на курс.

Преподаватели

Преподаватели

Содержит информацию о преподавателях.

Группы

Группы

Содержит информацию о группах студентов.

Темы

Темы

Содержит информацию о темах, изучаемых в данной дисциплине и их составе.

Индивидуальные задания

ИДЗ

Содержит информацию о практическом материале.

Итоговый тест

ИТ

Содержит информацию об итоговом тесте, вопросах и ответах на них.

Прохождение курса

ПК

Содержит информацию о прогрессе изучения студентом тем.


Функциональные зависимости реквизитов представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Функциональные зависимости реквизитов

Информационный объект

Название реквизитов

Имя реквизитов

Функциональные зависимости

Студенты

Код студента Код группы Логин студента Пароль студента Фамилия студента Имя студента Отчество студента E-mail

Код_студента Код_группы Логин_студента Пароль_студента Фамилия_студента Имя_студента Отчество_студента E-mail


Преподаватели

Код преподавателя Фамилия преподавателя Имя преподавателя Отчество преподавателя Логин преподавателя Пароль преподавателя E-mail Телефон

Код_преп Фамилия_преп Имя_преп Отчество_ преп Логин_ преп Пароль_ преп E-mail Телефон


Группы

Код группы Название

Код_группы Название

Темы

Код темы Фамилия_преп Имя_преп Название Содержание

Код_темы Фамилия_преп Имя_преп Название Содержание


Индивидуальные задания

Код задания Код_студента Название Содержание

Код_задания Код_студента Название Содержание


Итоговый тест

Код вопроса Содержание вопроса Варианты ответов Правильные ответы

Код_вопр Содержание_вопр Варианты_ответов Правильные_ответы


Прохождение курса

Код прохождения Код студента Код темы Отметка о прохождении темы или теста

Код_прохожд Код_студента Код_темы Отм_прохождения



Разделение всех реквизитов информационных объектов на группы описательных и ключевых и установление между ними соответствия представлено в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Соответствие описательных и ключевых реквизитов

Описательные реквизиты

Ключевые реквизиты

Признак ключа

Имя ИО, включающего реквизит

1

2

3

4

Код_группы Логин_студента Пароль_студента Фамилия_студента Имя_студента Отчество_студента E-mail

Код_студента

Простой, универсальный (П., У.)

Студенты

Фамилия_преп Имя_преп Отчество_ преп Логин_ преп Пароль_ преп E-mail Телефон

Код_преп

П., У.

Преподаватели

Название

Код_группы

П., У.

Группы

Фамилия_преп Имя_преп Название Содержание

Код_темы

П., У.

Темы

Код_студента Название Содержание

Код_задания

П., У.

Индивидуальные задания

Содержание_вопр Варианты_ответов Правильные_ответы

Код_вопр

П., У.

Код_студента Код_темы Код_вопр Отм_прохождения

Код_прохожд

П., У.

Прохождение курса


Были проанализированы реальные отношения и функциональные связи между информационными объектами. Связи между информационными объектами приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Связи ИО

№ связи

Главный ИО

Подчиненный ИО

Ключ связи

Тип реального отношения

1

Группы

Студенты

Код_группы

1: М

2

Темы

Прохождение курса

Код_темы

1: М

3

Студенты

Индивидуальные задания

Код_студента

1: М

4

Преподаватели

Темы

Фамилия_преп

1: М

5

Итоговый тест

Прохождение курса

Код_вопр

1: М

6

Студенты

Прохождение курса

Код_студента

1: М

4.2 Построение логической модели данных


Различают следующие уровни логической модели, каждая из которых отличается глубиной представления информации о данных [21]:

) диаграмма сущность-связь представляет собой модель данных верхнего уровня (рисунок 4.1). Она включает сущности и взаимосвязи, отражающие основные бизнес-правила предметной области. Такая диаграмма не слишком детализирована и может включать связи многие-ко-многим;

) модель данных, основанная на ключах (рисунок 4.2). Данная модель предполагает уже более подробное представление данных и включает описание всех сущностей и первичных ключей. Здесь уже не допускается наличие связи многие-ко-многим, так как данная модель предназначена для представления структуры данных и ключей, которые соответствуют предметной области;

) полная атрибутивная модель (рисунок 4.3). Это наиболее детальное представление данных. Данная модель представляет данные в третьей нормальной форме и включает все сущности, атрибуты и связи.

Рисунок 4.1 - Диаграмма сущность-связь

Рисунок 4.2 - Модель данных, основанная на ключах

Рисунок 4.3 - Полная атрибутивная модель

4.3 Описание таблиц базы данных


Описание структуры реляционных таблиц представлено в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Описание таблиц реляционной базы данных

Атрибут

Признак ключа

Формат поля

Обозначение

Наименование


Тип

Длина

Точность

1

2

3

4

5

6

Студенты

Код_студента

Код студента

П., У.

Счетчик

Длинное целое


Код_группы

Код группы


Текстовый

20


Фамилия_студента

Фамилия студента


Текстовый

20


Имя_студента

Имя студента


Текстовый

20


Отчество_студента

Отчество студента


Текстовый

20


Логин_студента

Логин студента


Текстовый

20


Пароль_студента

Пароль студента


Текстовый

20


E-mail

E-mail


Текстовый

20


Преподаватели

Код_преп

Код преподавателя

П., У.

Счетчик

Длинное целое


Фамилия _преп

Фамилия преподавателя


Текстовый

20


Имя _преп

Имя преподавателя


Текстовый

20


Отчество_ преп

Отчество преподавателя


Текстовый

20


Логин_ преп

Логин преподавателя


Текстовый

20


Пароль_ преп

Пароль преподавателя

П., У.

Текстовый

20


E-mail

E-mail


Текстовый

20


Телефон

Телефон


Текстовый

20


Темы






Код_темы

Код темы

П., У.

Счетчик

Длинное целое


Фамилия _преп

Фамилия преподавателя


Текстовый

20


Имя _преп

Имя преподавателя


Текстовый

20


Название

Название


Текстовый

50


Содержание

Содержание


Текстовый

100


Группы






Код_группы

Код группы

П., У.

Счетчик

Длинное целое


Название

Название


Текстовый

20


Индивидуальные задания






Код_задания

Код задания

П., У.

Счетчик

Длинное целое


Код_студента

Код студента


Текстовый

20


Название

Название


Текстовый

50


Содержание

Содержание


Текстовый

100


Итоговый тест






Код_вопр

Код вопроса

П., У.

Счетчик

Длинное целое


Содержание_вопр

Содержание вопроса


Текстовый

100


Варианты_ответов

Варианты ответов


Текстовый

50


Правильные_ответы

Правильные ответы


Текстовый

50


Прохождение курса






Код_прохожд

Код прохождения

П., У.

Счетчик

Длинное целое


Код_вопр

Код вопроса


Текстовый

20


Код_студента

Код студента


Текстовый

20


Код_темы

Код темы


Текстовый

20


Отм_прохождения

Отметка о прохождении темы или теста


Текстовый

50



Физическая модель данных представлена на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 - Физическая модель базы данных

4.4 Содержание электронного практикума


Электронный лабораторный практикум по теме "Разработка Flash-приложений" способствует получению знаний по разработке анимационных фильмов, flash-игр, и различных приложений, которые могут быть задействованы как отдельные объекты, так и в качестве контента интернет - ресурсов.

Разрабатывая практикум, учитывались особенности обучения и требования к программному продукту, а именно:

) доступность системы для удаленной работы. Пользователям, имеющим выход в интернет, должен предоставляться непрерывный доступ к системе, вне зависимости от их местонахождения;

) студент, работая удаленно, не должен испытывать трудностей при работе с электронным комплексом и программным средством Macromedia Flash 8, что обеспечено простотой интерфейса комплекса, а также подробным разъяснением работы в Macromedia Flash;

3) востребованность изучаемого материала в будущем.

Важным нюансом создания системы было составление учебного материала. Необходимо было составить материал так, чтобы студент при прохождении практикума не испытывал потребности в дополнительных источниках знаний по данному курсу. Этот вопрос был учтен, и содержание практических работ было составлено с предельной точкой понятности материала, грамотным разъяснением сложных тем, и правильной последовательностью изучения функциональных возможностей программного средства.

Разработана схема содержания электронного лабораторного практикума по теме "Разработка Flash-приложений", которая представлена на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 - Схема содержания электронного практикума

Первый компонент курса, который будет изучаться студентами - это практические работы, которые разделяются на 10 тем, охватывая при этом все основы работы в программном средстве Macromedia Flash Professional 8 и включая в себя подробно описанные примеры создания анимации и приложений.

В каждой теме практических работ прикреплен текстовый файл с самой практической работой. После выполнения заданий студент должен выслать получившиеся работы на проверку, нажав на кнопку "Добавить ответ".

Содержание практических работ представлено в таблице 4.6.

Таблица 4.6 - Содержание практических работ

Название темы

Содержание

Тема 1. Базовые операции при редактировании изображений.

1. Работа с инструментом Arrow Tool (Указатель). 2. Работа с инструментом рисования Lasso. 3. Работа с инструментом рисования Line. 4. Работа с инструментом "Свободная трансформация". 5. Работа с базовыми объектами: круг, прямоугольник.

Тема 2. Покадровая анимация. Работа со слоями при покадровой анимации.

1. Создание анимации "падающего шара". 2. Создание анимации "восстановления шара". 3. Создание анимации "Часы".

Тема 3. Анимация движения. Работа со слоями при анимации движения. Совмещение покадровой и автоматической анимации.

1. Создание анимации движения шара. 2. Создание анимации движения нескольких объектов. 3. Создание анимации "Часы".

Тема 4. Анимация трансформации объекта. Анимация цвета.

1. Создание анимации, изменяющей форму объекта. 2. Создание анимации, в которой с течением времени из-00меняется цвет объекта.

Тема 5. Взаимодействие слоев.

1. Создание анимации столкновения автомобилей на ав - 00томагистрали.

Тема 6. Движение по направляющей. Взаимодействие слоев при движении по направляющей.

1. Создание анимации сдачи экзамена по вождению на 00"площадке". 2. Создание анимации автомобильных гонок.

Тема 7. Маскирование слоев.

1. Создание анимации, в которой объекты одного слоя 00отображаются в объектах другого слоя.

Тема 8. Создание символов. Переход по URL.

1. Создание символа-клипа. 2. Создание символа-кнопки. 3. Создание анимации, при нажатии на которую осу - 00ществляется переход по указанному URL.

Тема 9. Создание интерактивных фильмов.

1. Загрузка и выгрузка анимации. 2. Управление воспроизведением анимации.

Тема 10. Создание Flash-игры.

1. Создание игры, управляющей движением автомобиля.


После прохождения тем практических работ имеются индивидуальные задания, которые студент должен выполнить самостоятельно.

Индивидуальные задания необходимы для закрепления материала, изученного в практических работах. Исключениями являются 1 и 7 темы, для которых нет индивидуальных заданий, так как эти темы просты для изучения, и закрепляются в других темах. Индивидуальные задания расположены в текстовых файлах, и после их выполнения, так же необходимо отправить получившиеся работы.

Содержание индивидуальных заданий представлено в таблице 4.7.

Таблица 4.7 - Содержание индивидуальных заданий

Название темы

Содержание

Тема 1. Базовые операции при редактировании изображений.

Нет индивидуальных заданий

Тема 2. Покадровая анимация. Работа со слоями при кадровой анимации.

1. Создание анимации движения шара в различных 00направлениях (в зависимости от варианта) и взаимо - 00действия между собой нескольких объектов при покад - 00ровой анимации.

Тема 3. Анимация движения. Работа со слоями при анимации движения. Совмещение покадровой и автоматической анимации.

1. Создание анимации движения шара в различных 00направлениях (в зависимости от варианта) и взаимо - 00действия между собой нескольких объектов при авто - 00матической.

Тема 4. Анимация трансформации объекта. Анимация цвета.

1. Создание анимации трансформации объектов и анима-00ции цвета по вариантам.

Тема 5. Взаимодействие слоев.

1. Создание анимации взаимодействия объектов по вари - 00антам.

Тема 6. Движение по направляющей. Взаимодействие слоев при движении по направляющей.

1. Создание анимации взаимодействия объектов при дви - 00жении по направляющей по вариантам.

Тема 7. Маскирование слоев.

Нет индивидуальных заданий

Тема 8. Создание символов. Переход по URL.

1. Создание символа-клипа. 2. Создание символа-кнопки. 3. Создание анимации, при нажатии на которую осу - 00ществляется переход по указанному URL.

Тема 9. Создание интерактивных фильмов.

1. Загрузка и выгрузка анимации. 2. Управление воспроизведением анимации.

Тема 10. Создание Flash-игры.

1. Создание игры, управляющей движением различных объектов в зависимости от варианта.


Для дополнительного контроля полученных знаний по всему курсу предполагается наличие итогового теста, который решается после изучения всех тем практикума. Элемент курса "Тесты" позволяет преподавателю разрабатывать тесты с использованием вопросов различных типов: "Вопросы в закрытой форме (множественный выбор)", "Верно/Неверно", "Короткий ответ", "Числовой", "Соответствие", "Случайный вопрос", "Вложенный ответ".

Вопросы для тестов хранятся в банке вопросов. На прохождение теста может быть дано несколько попыток, также установлен лимит времени на работу с тестом. Преподаватель может оценить результаты работы с тестом, показать правильные ответы на вопросы теста. Суммарно для прохождения теста будет предоставлено 34 вопроса.

Содержание итогового теста представлено в таблице 4.8.

Таблица 4.8 - Содержание итогового теста

Название

Содержание

Итоговый тест по курсу

22 вопроса с выбором ответа


8 вопросов с ответом типа "верно/неверно"


2 вопроса с введением ответа


2 вопроса на соответствие


После прохождения итогового теста курс по разработке Flash-приложений считается завершенным.

5. Разработка программного обеспечения


5.1 Описание программных средств


Данный электронный лабораторный практикум базируется на модульной объектно-ориентированной динамической учебной среде Moodle. Эта система позволяет: создавать курсы, включающие теоретический и практический материал; проводить тестирование, включающее в себя различные по структуре тесты; отслеживать прохождение курса студентами. Широкий круг возможностей позволил данной среде стать одной из самой востребованной на рынке систем дистанционного образования.

Выполнение лабораторного практикума основано на работе в программном средстве Macromedia Flash 8, которое используется для создания рекламных баннеров, анимации, игр. Данная программа помогает создать компьютерную графику и анимацию, предназначенную, в основном, для публикации в Интернете. Flash также позволяет создавать программы, принимающие данные от пользователя и обрабатывающие их.

Преимуществами Macromedia Flash являются:

) минимальный размер выходных файлов, что способствует их более быстрой загрузке в сети. Программа использует векторный формат изображений и сжимает растровые и звуковые файлы, что положительно влияет на уменьшение размера страницы и время ее скачивания.

) нет проблем совместимости с различными браузерами. На всех браузерах получившаяся анимация воспроизводится одинаково.

) наличие событийно-управляемого языка. Macromedia Flash имеет собственный язык обработки событий "ActionScript", с поддержкой условий, циклов, массивов, функций и классов.

) удобство работы. Программа имеет понятный и удобный интерфейс даже для неквалифицированного пользователя.

) универсальность, позволяющая в одном файле сочетать анимированную графику, текст, звук, прописывать сценарий поведения объектов с помощью ActionScript.

Одной из функций программы является обработка растровых изображений. На самом деле программа Flash обладает ограниченными возможностями в плане редактирования изображения. Растровые рисунки состоят из множества точек - сетки отдельных пикселей. Положение и цвет каждой точки должно храниться в памяти, а это приводит к интенсивному использованию памяти компьютера и большим размерам файлов. Однако, растровый формат совершенно необходим для получения изображений фотографического качества. Еще одним недостатком растровых изображений является то, что их нельзя масштабировать без потери качества (четкости). Причем при увеличении размера изображения этот недостаток проявляется сильнее, чем при уменьшении. Из-за этих двух недостатков растровые изображения не являются идеальным решением для использования в качестве Web - контента.

Создание векторной графики является второй и основной функцией программного средства. При создании графического изображения программа опирается не на отдельные пиксели, а определяет точки фигуры, которые описываются координатами. Линии, которые соединяют эти точки, называются ребрами, а векторы в каждой точке описывают изменение направления ребра. Поскольку эта схема использует математическое представление данных, здесь существует два основных преимущества: содержимое в векторном виде имеет более компактный вид и масштаб изображения можно изменять без ущерба для качества. Эта преимущества имеют большое значение для Web-контента.Flash также применяется для создания векторной анимации. Компонент программы Flash, служащей для создания векторной анимации, отличается от любой другой программы, которая существовала ранее. Хотя Flash может управлять растровыми изображениями, но ее исходный формат - векторный. Поэтому, в отличие от других анимационных и медиапрограмм, при создании конечного фильма Flash опирается на добротный и надежный векторный формат. Так программа хранит компактное векторное описание каждого кадра, поэтому Flash быстро формирует векторное изображение, предъявляя меньше требований к пропускной способности интернет-соединения и затрачивая меньше ресурсов компьютера пользователя. Это имеет огромное преимущество при передаче Flash-анимации и Flash-содержимого.пригоден для синтеза анимации. В программе контроллер анимации является ключевым элементом программы. Организованная последовательность кадров, более известная под названием фильм, представляет собой следующее: фильм может состоять из произвольного количества сцен, а каждая сцена может содержать неограниченное число слоев, которые отображаются от первого и до последнего, и каждый слой может обладать порядковым расположением объектов на нем. Элементы, которые отвечают за представление минимального временного промежутка в анимации, называются кадрами, а каждый слой может состоять из последовательности одного или более кадров, которыми можно управлять с помощью временной шкалы.

Компания Macromedia расширила возможности Flash введением ограниченных, но мощных, возможностей программирования, которые позволяют управлять интерактивностью во Flash. Более того, эти возможности, дополненные программой Generator, позволили Flash работать в качестве клиентской части серверной базы данных для сложных интерактивных приложений, предназначенных, например, для обеспечения торговли в интерактивном режиме, интерактивного заполнения форм и других возможностей, которые обычно не ассоциируются с анимационной программой.Flash - это мощное средство создания анимированных проектов на основе векторной графики с встроенной поддержкой интерактивности, в то же время оно очень простое в использовании по сравнению с другими программами, даже если человек впервые решил воспользоваться этой программой, он легко и быстро сможет сориентироваться благодаря простоте интерфейса.является идеальным рабочим инструментом для художников и дизайнеров, позволяющим дополнять создаваемые ими Web-проекты анимацией и звуком.

Подход Flash к разработке также облегчает создание сложных мультимедийных презентаций, при этом размеры файлов остаются небольшими. Так как такие элементы, как векторы, растровые изображения и звук обычно используются в одном проекте несколько раз, Flash благодаря своей внутренней функции Symbol Conversation позволяет создавать единственный экземпляр объекта, который можно повторно использовать вместо того, чтобы каждый раз пересоздавать новый. Такой подход существенно уменьшает размер файла проекта.проект способен сделать Web-страницу более привлекательной и стильной, а Flash-баннер - затмить обычные анимированные GIF, тем более что Flash-клипы можно озвучивать.выпустила Flash-проигрыватели для всех основных операционных систем и типов браузеров, что обеспечило необходимую для Internet кросс-платформенность и популярность этой технологии.

5.2 Алгоритм решения задачи


Электронный лабораторный практикум поделен на уровни, каждый из которых является функционально законченным блоком, что в свою очередь облегчает эксплуатацию всей системы в целом. Для упрощения процесса проектирования, при разработке структуры электронной системы применяется функциональная декомпозиция, которая также позволяет наглядно продемонстрировать процесс функционирования. При программной реализации проекта будет использоваться модульный подход, который позволяет за счет повторного применения уже сделанных частей снижать стоимость и время разработки продукта. Используя данный подход в процессе проектирования и разработки структуры блоков, каждый из них разбивается на модули, которые будут выполнять определенные функции.

Структурная схема программного обеспечения электронного практикума представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Структурная схема программного обеспечения электронного практикума

Разделение электронного практикума на отдельные модули было сделано исходя из следующих соображений:

) упрощается процесс внесения изменений или дополнений к уже существующим модулям, так как изменения необходимо вносить лишь в тот модуль, функции которого мы хотим либо изменить, либо дополнить;

) есть возможность создания и подключения новых модулей, которые будут выполнять дополнительные функции. Требуется лишь добавить их к уже имеющейся структуре;

) система становится более гибкой, так как при более детальном разбиении каждого из блоков на отдельные модули существует возможность отключения по усмотрению администратора той или иной функции, которую выполняет какой-то конкретный модуль;

) снижает требовательность к быстродействию ПК, что достигается путем более экономного использования процессорного времени, выделяемого на обработку входных данных.

Деление структуры электронного лабораторного практикума на отдельные функциональные блоки является правильным шагом, который позволит в дальнейшем снизить затраты на эксплуатацию и обслуживание, а также позволит снизить требования к ПК.

Блок взаимодействия пользователя с системой находится на верхнем уровне иерархии. Он непосредственно осуществляет взаимодействие электронного комплекса с пользователями через web-интерфейс. Блок взаимодействия пользователя с системой разбит на отдельные модули, один из которых состоит из отдельных подмодулей. Это сделано с целью придания большей гибкости структуре данного блока, что позволяет упростить процесс внесения изменений и дополнений в данный блок в случае необходимости. Структурная схема блока взаимодействия пользователя с системой представлена на рисунке 5.2.

Из представленной структурной схемы можно заметить, что основной функцией блока взаимодействия является осуществление взаимодействия различного типа пользователей с электронным лабораторным практикумом. Как показано на рисунке, данный блок состоит из двух частей: блок регистрации-авторизации; блок доступа к информации. Блок регистрации-авторизации отвечает за доступ пользователей к системе.

Для входа в систему необходимо пройти идентификацию. В случае, если пользователь не имеет своей учетной записи, то в доступе ему будет отказано. Логин и пароль учетной записи будут предоставлены студентам преподавателем. При этом, сам процесс регистрации проводит преподаватель, или ответственный за эту процедуру сотрудник. Далее, если пользователь выполнил вход в систему, ему будет доступен информационный блок.

Для разного типа пользователей должен быть реализован свой пользовательский интерфейс, который и будет ограничивать доступность элементов, и предоставлять им только разрешенную информацию. Данная задача реализована в блоке доступа к информации.

Рисунок 5.2 - Структурная схема блока взаимодействия пользователя с системой

Блок доступа к информации состоит из двух подблоков: блок обучающегося, блок преподавателя. Основной функцией данного блока является взаимодействие различного типа пользователей с обучающей системой.

Блок обучающегося состоит из модуля практических работ, модуля индивидуальных заданий, модуля итогового теста.

Модуль практических работ содержит обучающие работы, расположенные по темам. В данном модуле студенты выполняют работы по предоставленным предельно подробным указаниям по их выполнению.

Модуль индивидуальных заданий содержит задания для самостоятельного выполнения по темам, пройденным в модуле лабораторных работ.

Модуль итогового теста содержит тест, который проверяет наличие полученных знаний во время выполнения модуля лабораторных работ и закрепленных при выполнении модуля индивидуальных заданий. Вопросы в данном модуле построены так, что студент, который лично проходил модули обучения, без затруднений может дать ответ на них.

Блок доступа к информации состоит из блока обучающегося и блока преподавателя. Блок обучающегося состоит из модуля практических работ, модуля индивидуальных заданий, модуля итогового теста, модуля просмотра собственных результатов. Блок работы преподавателя состоит из модуля администрирования, модуля работы с информационной составляющей, модуля просмотра результатов студентов.

Блок обучающегося является основой учебного процесса. Блок работы преподавателя обеспечивает разработку и наполнение практическими и тестирующими материалами. Также этот блок работы предназначен для контроля процесса подготовки участников курса. С помощью модуля работы с информационной составляющей преподаватель заполняет базу данных по практическим работам, индивидуальным заданиям, тестам. В модуле администрирования преподаватель имеет возможность настраивать базы данных и внешний интерфейс системы, назначать права и роли обучающимся.

В модуле просмотра результатов студентов можно отслеживать степень прохождения практикума студентами.

Блок хранения информации является последним уровнем. Он включает в себя блоки работы с базой данных с возможностью получения хранящихся в ней данных, и занесения в нее необходимой информации. Структурная схема данного блока представлена на рисунке 5.3.

Блок состоит из модуля хранения практических работ, модуля хранения индивидуальных заданий, модуля хранения итогового теста, модуля хранения результатов итогового теста, модуля хранения информации о пользователях, модуля хранения информации о действиях пользователей. Эти модули отвечают за хранение соответствующей информации.

Рисунок 5.3 - Структурная схема блока хранения информации

Таким образом, можно сделать вывод, что основной функцией блока хранения данных является взаимодействие с системой управления базой данных, то есть внесение, изменение и выборка информации. Основным требованием к реализации базы данных будет являться скорость ее работы, то есть скорость внесения и выборки информации.

5.3 Реализация структуры интерфейса


Исходя с позиции программного обеспечения, в состав интерфейса входят два компонента: набор процессов ввода-вывода и процесс диалога. Пользователь электронного практикума через интерфейс может посылать входные данные и принимать выходные данные.

Процессы ввода-вывода служат для того, чтобы принять от пользователя и передать ему данные через различные физические устройства.

Диалог между человеком и компьютером воспринимается как обмен информацией между вычислительной системой и пользователем, происходящий посредством интерактивного терминала, и по определенным правилам. Процесс диалога - это механизм обмена информацией, включающий в себя все входящие в систему процессы по выполнению определенных задач.

Существуют четыре основные структуры диалога, на основе которых строится взаимодействие пользователя и электронного комплекса: диалог на основе командного языка; диалог типа меню; диалог типа вопрос-ответ; диалог на основе экранных форм [21].

Интерфейс на основе языка команд требует наличия знаний у пользователя нужных команд и их синтаксисов. Достоинствами такой структуры диалога являются гибкость и мощность. Интерфейс данного типа рассчитан на опытного профессионального пользователя.

Структура типа меню облегчают взаимодействие пользователя с ПК, так как снимают с пользователя необходимость заранее изучать язык общения с системой, что оказывается вполне удобным для непрофессиональных пользователей, которым остается лишь выбрать нужный пункт меню для выполнения определенных команд. Так же имеется возможность прямого доступа к информации, которая повышает скорость взаимодействия пользователя с программой [21].

В диалоге типа вопрос-ответ доступен либо выбор из списка, либо ввод данных с клавиатуры. Диапазон значений данных при этом не ограничен, но минусом данного типа является малая степень пригодности для использования способа простого указания.

Принцип работы диалога экранной формы состоит в том, что она выводит на экран определенное количество вопросов, и пользователю требуется дать ответ на них.

Структура экранных форм достаточно гибка и позволяет пользователю отвечать на вопросы в любой последовательности, предоставляя возможность изменения уже введенного ответа. Так же экранные формы применяют в задании параметров запросов в базах данных [21].

В основном на практике используют комбинацию диалогов, оставляя за одним из них роль, определяющую стиль смешанного диалога.

Электронный лабораторный практикум по теме "Разработка Flash - приложений" создан на основе интерфейса типа меню. Взаимодействие системы с пользователем осуществляется посредством интерактивного меню, повышающего скорость работы.

При разработке интерфейса были учтены следующие требования:

) доступность для работы неквалифицированных пользователей. Для этого его элементы должны быть подчинены общему стилю или унифицированы групповым образом;

) следует активно использовать пиктограммы, поясняющие действия и предназначения элементов;

) при переходе на новые страницы, должна быть возможность вернуться обратно, на предыдущую страницу.

Структурная схема интерфейса электронного практикума представлена на рисунке 5.4.

Схемы диалогов клиентских частей представлены: на рисунке 5.5 - схема диалога "Модуль студента", на рисунке 5.6 - схема диалога "Модуль преподавателя".

Рисунок 5.4 - Структурная схема интерфейса

Рисунок 5.5 − Схема диалога "Модуль студента"

Рисунок 5.6 - Схема диалога "Модуль преподавателя"

5.4 Тестирование и оценка надежности программного продукта


Опишем функциональное тестирование метода эквивалентных разбиений [22]. Представим классы эквивалентности в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Классы эквивалентности

Показатель

Правильный класс эквивалентности

Неправильный класс эквивалентности

Пароль для регистрации

Пароль содержит символов - не менее 4, символов, не являющихся буквами и цифрами - не менее 1

Пароль содержит менее 4 символов, или пароль содержит символов, не являющихся буквами и цифрами менее 1

Размер файла для ответа в заданиях

Размер файла менее 1Мбайт

Размер файла более 1Мбайт

Количество загружаемых файлов к ответу к заданию

Количество загружаемых файлов 5

Количество загружаемых файлов больше 5


Определим тестовые наборы, соответствующие каждому классу эквивалентности и проведем программное тестирование, с целью выяснить наши предположения о поведении программы при столкновении с данным классом. Тестовые наборы включают в себя название показателя, которому соответствуют классы эквивалентности, входные данные для тестирования, предполагаемый результат и результат, полученные в ходе непосредственного тестирования программы. Результат тестирования считается положительным, если получен предполагаемый результат [22].

Тестовые наборы представлены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Классы эквивалентности

Показатель

Входные данные для тестирования

Предполагаемый результат

Результат тестирования

Пароль для регистрации

002

Ошибка: пароль должен содержать символов - не менее 4, символов, не являющихся буквами и цифрами - не менее 1

+

Пароль для регистрации

0003!

Пароль задан верно

+

Размер файла для ответа в заданиях

433 Кбайт

Файл загружен

+

Размер файла для ответа в заданиях

1,2 Мбайт

Ошибка: размер файла должен быть менее 1Мбайт

+

Количество загружаемых файлов к ответу к заданию

6

Ошибка: количество загружаемых файлов должно быть не более 5

+

Количество загружаемых файлов к ответу к заданию

4

Файлы загружены

+


Для оценки надежности программного продукта используем простую интуитивную модель, которая предполагает проведение тестирования двумя группами программистов, использующими независимые тестовые наборы, независимо одна от другой [22]. В процессе тестирования каждая из групп фиксирует все найденные ею ошибки. При оценке числа оставшихся в программе ошибок результаты тестирования обеих групп собираются и сравниваются. Предположим, первая группа обнаружила N1 ошибок, вторая - N2, a N12 - это ошибки, обнаруженные дважды (обеими группами). Если обозначить через N неизвестное количество ошибок, присутствовавших в программе до начала тестирования, то можно эффективность тестирования (E) каждой из групп определить как:

. (5.1)

Предполагая, что возможность обнаружения всех ошибок одинакова для обеих групп, можно допустить, что если первая группа обнаружила определенное количество всех ошибок, она могла бы определить то же количество любого случайным образом выбранного подмножества. В частности, можно допустить:

. (5.2)

Тогда

. (5.3)

Предположим, что первая группа обнаружила 2 ошибки и вторая 2, обменявшись данными, оказалось, что у обеих групп обе ошибки общие. Тогда по формулам (5.1), (5.2), (5.3) найдем необходимые значения:

.

Исходя из полученных данных, можно утверждать, что в программе, до начала тестирования было 2 ошибки. При этом эффективность тестирования каждой группой равна 1. Полученные данные являются показателем достаточной степени надежности программного продукта.

6. Компьютерная реализация системы


6.1 Основные принципы работы с системой


Для работы с электронным практикумом необходимо запустить компьютер. После запуска открыть любой веб-браузер и ввести в адресную строку адрес сайта, где находится система (в данном случае localhost). Чтобы начать работу, необходимо выполнить вход в систему. Для этого можно нажать в правом верхнем углу кнопу вход или на ту же кнопу в конце страницы.

В полях логин и пароль нужно ввести необходимые логин и пароль пользователя, которые предварительно создал администратор системы (или преподаватель). Введем известные данные и нажмем кнопу вход.

В данном случае запись на курс была осуществлена заранее. И поэтому, чтобы войти в него, достаточно нажать на название из списка "мои курсы".

В содержании курса представлены лабораторные работы по темам и индивиуальные задания. При выборе к примеру практической работы №1 появится страница с текстовым документом. После выполнения работы, можно отправить ее результат, нажав на кнопку "Добавить ответ на задание".

После прохождения всех тем, для студента будет доступен итоговый тест.

Выбирать нужные варианты ответа можно нажимая на переключающиеся кнопки, либо отмечать ответ галочкой, либо самому вписать правильный. После ответов на все вопросы, для завершения теста нужно нажать на кнопку отправить все и завершить тест. Тест завершится и появится окно с результатом.

Для выхода из системы в любое время можно нажать на кнопку выход в правом верхнем углу окна страницы.

Для преподавателя, те же условия входа, что и для студента, только преподаватель может редактировать все данные, которые есть на странице и в системе, путем нажатии кнопки "Редактировать".

Все изменения сохранятся на в базе данных при любом действии, где нет кнопки подтверждения. Из этого режима преподаватель может редактировать практические работы и индивидуальные задания, итоговый тест.

Преподаватель оценивает работы студентов, заходя на страницу, на которую студент отправляет выполненные работы.

6.2 Основные принципы работы с программным средством Macromedia Flash


При входе в данное программное средство откроется главное меню, где можно выбрать формат файла для дальнейшей работы или запустить ранее сделанные работы.

Основным форматом документа для работы является Flash Document. При его выборе откроется рабочая зона программы.

Исходя из рисунка, видно, что слева находится панель инструментов, справа панель цветовой гаммы, снизу панель свойств объектов и панель для приписывания объектам кода действий, а в верхней части по центру находится линейка кадров, на рисунке 6.9 установлено положение курсора на первом кадре.

Рассмотрим основы работы в программе на примере создания анимации движения шара, входящей в тему "Анимация движения".

Создайте новый Flash Document. На холсте в верхнем левом углу создайте шар, покрасьте его в синий цвет, тип заливки: solid. Пример показан на рисунке 6.10 (изображение слева).

Нажмите на линейке кадров на 20-ый кадр правой кнопкой мыши. Выберите пункт "вставить ключевой кадр" (Insert Keyframe). В этом кадре переместите шар в правую сторону посередине холста. Пример показан на рисунке 6.10 (изображение второе слева).

Перейдите на 35 кадр. Выберите пункт "вставить ключевой кадр", переместив шар в нижнюю строну примерно посередине и немного увеличьте размер шара с помощью инструмента "Free Transform". Пример показан на рисунке 6.10 (изображение третье слева). Увеличение в размерах при отладке ролика будет создавать иллюзию того, что мяч как - бы приближается к нам.

Перейдите на 50-ый кадр, также вставьте "ключевой кадр", но тут уже вынесите шар за холст в левую сторону, уменьшив при этом размеры шара, что будет создавать иллюзию отдаления шара.

На линейке кадров выберите первый кадр, нажмите на него правой кнопкой мыши, и выберите "Создать двойное движение" (Create Motion Tween), или в меню "свойств" (Properties), которое находится ниже рабочего холста, выберите из раскрывающегося списка "Tween" значение "Motion". При этом на линейке кадров появится линия со стрелкой от 1-го кадра к 20-ому. Если вы не нашли меню Propeties, то его можно вызвать с помощью комбинации клавиш "Ctrl+F3".

Повторите последние действия с 20-ым и 35-ым кадром.

Запустите получившийся ролик ("Ctrl"+ "Enter"). Сохраните данный документ. В получившемся ролике шар должен двигаться по направлениям, представленным на рисунке 6.10 в порядке слева направо.

При завершении работы с программой, документ необходимо сохранить, для этого в меню "File" необходимо выбрать "Save". Пример представлен на рисунке 6.13. Так же после сохранения файла, его можно экспортировать в файл другого формата, через пункт "Export", к примеру GIF или. mov,. avi - которые необходимы для воспроизведения фильма получившегося в результате работы в программе.

Заключение


В выпускной квалификационной работе разработан электронный лабораторный практикум по теме "Разработка Flash-приложений". Практикум предназначен для самостоятельного выполнения студентами практических работ, индивидуальных заданий и прохождения итогового тестирования.

В работе было рассмотрено и проанализировано состояние проблемы дистанционного образования на сегодняшний день. Рассмотрены существующие системы дистанционного образования и их особенности.

На основе изучения предметной области автоматизации определены цели создания электронного практикума и его назначение. В качестве программного средства для реализации электронного практикума была выбрана СДО Moodle, проведен анализ функциональных характеристик СДО Moodle, сформулированы основные требования к электронному лабораторному практикуму. Разработана функциональная структура электронного практикума, которая состоит из следующих модулей: модуль регистрации-авторизации, модули студента и преподавателя, модуль практикума, модуль результатов.

При проектировании электронного лабораторного практикума были разработаны структурные функциональные модели с использованием методологии IDEF0, которые позволяют проанализировать поведение объектов и взаимосвязи между ними. С помощью методологии IDEF3 разработана диаграмма, которая отражает последовательность действий при входе под учетными данными студента. Для описания функционального назначения системы построены диаграмма вариантов использования и диаграмма деятельности.

При разработке информационного обеспечения практикума были выделены информационные объекты, функциональные связи между ними и построена информационно-логическая модель базы данных системы.

Представлено содержание электронного практикума по десяти темам: "Базовые операции при редактировании изображений", "Покадровая анимация. Работа со слоями при покадровой анимации", "Анимация движения. Работа со слоями при анимации движения. Совмещение покадровой и автоматической анимации", "Анимация трансформации объекта. Анимация цвета", "Взаимодействие слоев", "Движение по направляющей. Взаимодействие слоев при движении по направляющей", "Маскирование слоев", "Создание символов. Переход по URL", "Создание интерактивных фильмов", "Создание Flash-игры".

При разработке программного обеспечения системы описаны программные средства. Для каждой категории пользователей реализован свой пользовательский интерфейс, разработаны диалоги клиентских частей. Проведены функциональное и структурное тестирование, оценка надежности программного продукта.

Список использованных источников


1.      Дистанционные образовательные технологии: проектирование и реализация учебных курсов / под ред.М.Б. Лебедевой. - Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2010. - 336 с.

2.      Мархель И.И., Овакимян Ю.О., Комплексный подход к использованию технических средств обучения: Учебное пособие. - Москва: Высшая школа, 2007. - 174 c.

.        Соловов, А.В. Введение в проблематику дистанционного обучения. - Самара: СГАУ, 2000. - 150 с.

.        Дистанционное образование в России / В.П. Тихомиров - Режим доступа: http://www.gdenet.ru/russia/1.

.        Дистанционное образование: теоретические проблемы и противоречия / В.И. Овсянников [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.gdenet.ru/russia/соnсept/4.

.        СДО "Прометей" [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.prоmeteus.ru/aсtual/01_prоduсts/lms/оpisanie.html.

.        Центр дистанционного обучения БашТехИнформ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.сdо. bash.ru/? m=75.

.        Ра-курс: курсы дистанционного обучения [Электронный ресурс]: Выбор системы дистанционного обучения. - Режим доступа: http://ra-kurs. spb.ru/2/0/3/1/? id=13.

.        Сайт дистанционного обучения [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.dlearn. оrg.

.        Бесплатные инструменты для электронного обучения [Электронный ресурс]: Sakai. - Режим доступа: http://www.free-elearning.ru/sdо/28-sakai.html.

.        Web - технологии в образовании. Системы дистанционного обучения в Интернете [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.i2r.ru.

.        Web Researсhing Сenter [Электронный ресурс]: WRС e-Eduсatiоn System. - Режим доступа: http://webresearсh.ru/sdо/wrсees.

.        Бесплатные инструменты для электронного обучения [Электронный ресурс]: Сlarоline LMS. - Режим доступа: http://www.free-elearning.ru/sdо/11-сlarоline-lms.html.

.        Анисимов, А.М. Работа в системе дистанционного обучения Mооdle: Учебное пособие.2-е изд. испр. и дополн. / А.М. Анисимов - Харьков: ХНАГХ, 2009. - 292 с.

.        СДО Mооdle [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mооdle. оrg.

.        Преимущества Mооdle [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.оpenteсhnоlоgy.ru.

.        Мясникова, Т.С., Мясников, С.А. Система дистанционного обучения MООDLE / Т.С. Мясникова, С.А. Мясников - Харьков, 2008 - 232 с.

.        Черемных, С.В. Структурный анализ систем: IDEF-технологии / С.В. Черемных, И.О. Семенов, В.С. Ручкин. - Москва: Финансы и статистика, 2003. - 208с.

.        Заботина, Н.Н. Проектирование информационных систем: Учебное пособие / Н.Н. Заботина. - Братск: Филиал ГОУВПО "БГУЭП", 2007. - 146 с.

.        Леоненков, А.В. Самоучитель UML/ А. В Леоненков. - Санкт-Петербург: БХВ - Петербург, 2004. - 372 с.

.        Балдин, К.В. Информационные системы в экономике/ К.В. Балдин, В.Б. Уткин - Москва: Дашков и К, 2008. - 395с.

.        Котляров, В.П. Основы тестирования программного обеспечения/ В.П. Котляров - Москва: НОУ "Интуит", 2016. - 348с.

.        Мец Т.В. Лабораторный практикум по Macromedia Flash/ Т.В. Мец - Новокузнецк: КузГПА, 2006. - 83 с.

.        Альберт Д.И. Самоучитель Macromedia Flash Professional 8/ Д.И. Альберт, Е.Э. Альберт - Санкт-Петербург: БХВ - Петербург, 2006. - 736 с.

Похожие работы на - Разработка электронного практикума по созданию Flash-приложений

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!