Разработка электронного практикума по дисциплине "Мультимедиа технологии"

Особенности дистанционного образования. Общая структура электронного практикума. Анализ предметной области и выделение информационных объектов. Компьютерная реализация работы с HTML. Программная реализация работы с Corel Draw, Adobe Photoshop, 3Ds MAX.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 12.08.2017
Размер файла 1,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

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 электронного практикума

3.1 Функционально-ориентированное проектирование ЭП

3.2 Объектно-ориентированное проектирование ЭП

3.2.1 Построение диаграммы вариантов использования

3.2.2 Построение диаграммы последовательности

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 электронным практикумом

6.2 Компьютерная реализация работы с HTML

6.3 Программная реализация работы с Corel Draw

6.4 Программная реализация работы с Adobe Photoshop

6.5 Программная реализация работы с 3Ds MAX

Заключение

Список использованных источников

Введение

В современном мире актуальность обучения на расстоянии или дистанционного обучения представляет собой один из ключевых аспектов развития образования, и появление систем дистанционного обучения является результатом развития информационных и телекоммуникационных технологий.

Основная цель подобного метода передачи знаний и навыков -- это обеспечение свободного доступа для всех к получению образования.

Материал в системе и практические задания группируются в курсы, а система контроля при помощи тестов позволяет оценить уровень знаний тех, кто проходит обучение.

Цель выпускной квалификационной работы - разработка электронного практикума по дисциплине «Мультимедиа технологии». Практикум реализован при помощи системы Moodle.

Выпускная квалификационная работа состоит из шести разделов.

В первом разделе проводится анализ особенностей, а также упоминается о видах систем дистанционного образования.

Второй раздел отображает общую структуру электронного практикума; а также описывает требования к разрабатываемому электронному практикуму.

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

В четвертом разделе описывается предметная область; определяется состав и объём информации; устанавливаются функциональные зависимости реквизитов; описывается содержание электронного практикума.

В пятом разделе описываются программные средства для обучения в СДО; описывается интерфейс системы; проводится тестирование и оценка надежности программного средства.

В шестом разделе описывается компьютерная реализация пользователя для работы с СДО и программами для обучения.

дистанционный образование компьютерный photoshop

1. Аналитический обзор проблемы дистанционного образования

1.1 Особенности дистанционного образования

Дистанционное образование - это процесс получения знаний, умений, навыков, а также усвоения материала на расстоянии при помощи специализированной программной среды, которая нацелена на образование и базируется на использовании современных технических и программных средств, обеспечивающих оптимальный процесс обучения.

В работе [1] Лебедева М.Б. дает определение дистанционного образования, как совокупности информационных технологий, которые преподносят обучающимся основной объём учебного материала, интерактивное взаимодействие преподавателя и обучаемого, с возможностью предоставления самостоятельной работы по освоению дисциплины. Так же автор упоминает, что данный тип образования является новой формой обучения, которая отличается от очной или заочной.

Дистанционное образование реализуется при помощи систем дистанционного обучения, которые позволяют учащимся усваивать учебный материал в любом удобном для них месте и в любое удобное для них время, независимо от внешних факторов. Процесс дистанционного образования может осуществляться в любой сфере, не только образовательной, для этого требуется персональный компьютер и выход в сеть Интернет.

В отличие от традиционных методов обучения дистанционное обладает рядом особенностей. А именно, в работе [2] авторы выделяют следующие особенности: гибкость, модульность, параллельность, асинхронность, дальнодействие, охват, рентабельность.

Гибкость подразумевает, что обучающиеся занимаются в удобное для них себя время, в том темпе к которому они привыкли и в любом удобном для них месте. Каждый определяет сам сколько ему требуется времени для освоения курса дисциплины и получения необходимых знаний по выбранным дисциплинам.

Модульность позволяет формировать материал и учебный план для отдельных дисциплин и курсов в некие блоки для удобного их представления.

Параллельность предполагает, что обучение может проводиться одновременно с основной профессиональной деятельностью или учебой.

Под дальнодействием понимается то, что изучение материала может проводиться на любом расстоянии от учебного заведения, в любом месте, где есть связь с Интернет.

Каждый обучаемый выбирает время обучения для себя самостоятельно, эта особенность называется асинхронностью.

Охват означает, что количество обучаемых неограниченно, так же эту особенность называют «массовостью».

Рентабельность систем дистанционного образования так же является особенностью данного вида обучения, так как не предполагает каких-либо существенных денежных затрат.

Помимо выше перечисленных особенностей автор работы [1] описывает такие особенности как: технологичность, равные возможности получения знаний, интернациональность, новая роль преподавателя.

Технологичность даёт возможность использование современных информационных и телекоммуникационных технологий в процессе обучения.

Равные возможности получения знаний обеспечивают обучение независимо от места проживания, физического состояния здоровья и материальной обеспеченности.

Под интернациональностью понимают возможность использовать мировые информационные ресурсы.

Новая роль преподавателя наделяет новыми обязанностями и возможностями преподавателя следить за процессом обучения, усовершенствовать образовательный материал, проводить нововведения.

Дистанционное образование является новой формой организации образовательного процесса, в котором преодолеваются ограничения, связанные для человека с местом и временем получения образования, физическим состоянием, путем использования современных средств коммуникации и компьютерных технологий [3].

Главной особенностью дистанционного образования является возможность массовой подготовки высококвалифицированных специалистов [4].

1.2 Обзор систем дистанционного образования

В настоящее время компьютерные технологии получили широкое распространение и быстрое развитие, что привело к росту общего количества систем дистанционного образования и их распространению. В условиях большого количество таких систем их принято классифицировать, в аналитической записке [5] авторы делят средства дистанционного обучения на четыре группы: авторские программные продукты (Authoring Packages), системы управления обучением (Learning Management Systems - LMS), системы управления контентом (Content Management Systems - CMS) и системы управления учебным контентом (Learning Content Management Systems - LCMS).

Авторские программные продукты (Authoring Packages) чаще всего являются некоторыми локальными разработками, ориентированными на изучение конкретных предметов или разделов дисциплин. Они специально разработаны для преодоления проблем, с которыми сталкиваются преподаватели при разработке системы дистанционного обучения с использованием языков программирования. Эти программы обычно дают возможность преподавателю самостоятельно разрабатывать учебный контент и материал при помощи визуального программирования. Программная часть системы не оказывает влияние на преподавателя и не создает трудностей при ее разработке, основной целью преподавателя является создание контента и обучающего материала, который будет размещен на портале. Информация в виде блока текста или изображения помещается на экран при помощи мыши.

Существенным недостатком таких продуктов является отсутствие возможности контроля успеваемости и мониторинга процесса обучения во времени, а также отсутствие оценки успеваемости большого количества обучаемых. Данные системы не предполагают длительное хранение информации, и опираются немедленную обратную связь.

Подобные системы усиливают интенсивность обучения и подачу учебного материала во время занятий в аудиториях, а также играют немаловажную роль в самостоятельной работе студентов. Но с другой стороны, отсутствие какой-либо удалённой связи студентов и преподавателя не даёт возможность контроля процесса обучения и не позволяет контролировать процесс обучения.

Системы управления обучением (Learning Management Systems - LMS) позволяют следить за процессом обучения, в котором учувствует большое количество человек. Как правило, чаще всего используются в ВУЗах (например, Blackboard, e-College или WebCT), либо в корпоративных целях для повышения квалификации работников (Docent, Saba, Aspen). Их отличительно чертой является то, что они дают возможность следить за процессом обучения, хранить всю информацию о результатах прохождения курсов, следить за активностью пользователей, а также подсчитывать время, которое было затрачено обучаемым на курс.

Данные системы предусматривают возможность пользователям регистрироваться для прохождения определенного курса. Зарегистрированные пользователи могут общаться с другими пользователями портала, отслеживать информацию о курсах, получать автоматическую рассылку о новых разделах и событиях. Кроме того, здесь присутствует возможность контроля знаний и онлайн общения.

Системы управления контентом (Content Management Systems - CMS) электронных курсов предполагают возможность размещения электронных учебных материалов в различных форматах, а также их редактирование. Данная система обладает базой данных, в которой размещен образовательный контент, также предусмотрена возможность поиска по ключевым словам, и навигации среди данного контента.

При необходимости использования одного и того же учебного материала для разных курсов или для разных групп, данные системы могут быть чрезвычайно полезны, когда их используют несколько преподавателей.

Системы CMS обладают возможностями Authoring Packages и LMS, поэтому CMS на сегодняшний день являются приоритетными системами в случае выбора СДО для организации удалённого процесса обучения. Возможность управления большим потоком обучаемых, редактирование модулей курсов является достаточно удобным методом контроля обучения в больших образовательных учреждениях. Такие системы сочетают в себе несколько типов программ и программных средств, которые в свою очередь позволяют отслеживать результаты учебного процесса в крупных организациях и учебных заведениях.

С недавних пор сильное развитие получил новый класс систем, который также осуществляет управление образовательным контентом (Learning Content Management System, LCMS). Сравнивая этот класс с LMS, явным отличием является то, что подобные системы базируются на целях управления содержанием учебных программ, а не только над управлением процессом обучения, и направлены не только на учащихся, но и на создателей контента, тех кто создает учебные курсы и руководит проектом обучения. Как отмечают аналитики в своей работе [1], нет четкой разницы между классами, такими как LMS и LCMS: большинство производителей систем LCMS дают возможность общего управления обучением, а актуальные системы LMS теперь несут в себе элементы управления учебным контентом.

Несмотря на возможности LCMS, она должна включать следующие ключевые компоненты: репозиторий данных, интерфейс отображения, систему администрирования.

Репозиторий учебных данных - это база данных, в которой хранится учебный материал. Из этой базы данных отдельные учебные материалы доступны студентам как отдельные элементы курса. Каждый учебный материал, в зависимости от требований, может быть использован несколько раз и в совершенно иных целях.

Интерфейс отображения используется для представления учебных материалов или тестирования. Этот компонент также обеспечивает отображение результатов, ссылки на соответствующие источники информации и различные варианты оценки и обратной связи с преподавателем. Этот интерфейс может быть настроен для конкретной учебного заведения или организации, использующую LCMS.

Система администрирования используется для управления учетными записями учеников, управления материалом курсов, отслеживания результатов и других административных функций.

Так же в своей работе [1] авторы сравнивают LMS и LCMS, указывая на то, что данные классификации системы дистанционного образования имеют разные цели. Основной задачей LMS - автоматизировать учебный процесс, а в частности административные моменты обучения: управление материалом и т.д., в то время как в LCMS основой является возможность управления контентом курсов.

Среди коммерческих систем дистанционного обучения автор журнала [5] выделяет следующие: IBM Lotus Workplace Collaborative Learning (LWCL), Oracle Learning Management (OLM), СДО WebTutor, СДО обучения «Прометей», СДО «ДОЦЕНТ», LMS eLearning Server ELearning Server, Competentum.Magister, Competentum. ShareKnowledge, Learn eXact Learn eXact.

IBM Lotus Workplace Collaborative Learning (LWCL) [5] - система предоставляет возможность манипулировать и следить за ходом учебного процесса. В системе реализован контроль знаний обучающихся, редактирование материала, мониторинг процесса изучениях материала. Также в данной системе присутствует возможность коммуникации и взаимодействия пользователей. Система позволяет управлять доступом групп пользователей и дает возможность обмена информацией между обучающимися. В системе реализована возможность добавления новых модулей, изменения формы поиска и полей.

Oracle Learning Management (OLM) [5] - бизнес система для управления и контроля обучения в корпорациях, используется в целях повышения квалификации компании Oracle. OLM предусматривает проектирование учебного материала, программы обучения и курсов, запись обучаемых на курсы, лекции в режиме онлайн, подведение итогов обучения и возможность индивидуального подхода к обучению.

Система дистанционного обучения WebTutor [5] - это программное решение, которое состоит из блоков (модулей), каждый модуль обладает определенными функциями. Доступ к этим функциям осуществляется при помощи интерфейсов системы: интерфейса «Портал» и интерфейса «Администратор». Интерфейс «Портал» открывается через web-браузер, а «Администратор» при помощи программы для редактирования модулей WebTutor Administrator. Основные задачи, которые выполняет WebTutor это создание и редактирование курсов, мониторинг выполнения заданий и прохождения курсов, взаимодействие пользователей между собой.

Система дистанционного обучения «Прометей» [5] - данная система содержит 10 видов тестов, предоставляет возможность использования графики и мультимедиа в тестах, а также объединения нескольких систем в единую образовательную среду. В системе присутствуют календарные планы прохождения курсов. К курсам может быть приложения литература в электронном видел. В системе записывается история взаимодействия со обучаемым, которая фиксируется создателем курса.

Система дистанционного обучения «ДОЦЕНТ» [5] - данное программное средство представляется собой автоматизированную систему дистанционного обучения, подготовки и тестирования обучающихся; специальные инструменты для создания и редактирования материалов; графическая оболочка для создания индивидуальных тестов требуемой сложности; единая база данных, содержащую всю информацию о обучаемых и их результатах прохождения курсов; набор обучающих программ. Все ученики определеноой группы изучают одни и те же учебные курсы. Количество обучаемых в одной группе не ограничивается. Один учебный курс в группе могут вести несколько преподавателей. Пользователи, как правило, объединяются группы.

LMS eLearning Server ELearning Server [5] - допускает возможность создания учебного ресурса. В рамках данной системы предусмотрена возможность создания электронного деканата, который даёт возможность полного управления преподавателями всего контента; электронные библиотеки, онлайн семинары и лекции, помимо редактирования учебного материала и мониторинга процесса. Одна из версий данного программного решения разработана специально для ВУЗов, в которой реализовано полностью обучение на дистанции в случае, отсутствия возможности получить образование очно.

Competentum.Magister [5] - возможность создания совокупности мультимедийных проектов, предусмотренных для обучения Реализованы все функции, присущие СДО (редактирование материала, мониторинг процесса и т.д.). Данная СДО организована на основе Competentum и технологии J2EE (Java 2 Enterprise Edition). Система имеет модульную структуру и предоставляет возможности календарного планирования учебного процесса; управления созданием, доставкой учащимся и воспроизведением учебных материалов; анализа эффективности и результативности учебного процесса; создания информационных банков данных и знаний учебного заведения.

Competentum. ShareKnowledge [5] - программное решение, базирующееся на таких программах, как Microsoft Office SharePoint Server 2007/2010. Competentum. ShareKnowledge предоставляет средства хранения материалов, прохождения учебных курсов и учета результатов обучения. Данная система даёт возможность просмотра отчётности не только в привычном текстовом формате, но и графическом.

Learn eXact [5] -- комплекс программных приложений, который сочетает в себе LMS и LCMS. Особенностями Learn eXact является управление учебным ресурсом и мониторинг процесса регистрации пользователей, проектирование заданий и практического контента, поддержка виртуальной учебной аудитории. Комплекс learn eXact соответствует стандарту SCORM.

Так же автор журнала [5] выделяет и описывает список свободно распространяемых LMS\LCMS: ATutor ATutor, Claroline, Dokeos Dokeos, LAMS, Sakai, Moodle,

ATutor [5] -- это LCMS система, предоставляющая три вида курсов: публичные - любой пользователь может изучить материал, защищенные - курсы, которые требуют регистрации на портале, частные - курсы, которые помимо регистрации требуют выдачи специального уровня доступа на ресурсе. Для связи с обучаемыми реализовано несколько возможностей: опросы, новости, сообщения и тематические форумы, электронная почта, RSS потоки, тесты.

Claroline [5] - система, реализующая стандарты для обмена имеющимся контентом. В рамках каждого курса имеется ряд инструментов, которые позволяют указать описание курса, опубликовать документы в любом формате (текст, PDF, HTML, видео), разрабатывать планы обучения, объединять студентов в отдельные группы, подготавливать для обучающихся онлайн упражнения, следить за статистикой и выставлять оценки, размещать информацию о текущих заданиях, просматривать статистику активности пользователей.

Dokeos Dokeos [5] - программная основа для создания порталов дистанционного обучения, основанная на системе Claroline. Система сочетает в себе следующие функции: создания и редактирования курсов, контроль успеваемости, средства общения с учащимися, PowerPoint и HTML - файлы, инструмент тестов, форум.

LAMS [5] - предоставляет преподавателям визуальные программные средства для разработки основы учебной деятельности, позволяющие создавать курсы и задавать последовательность изучения материала.

Sakai [5] - допускает возможность организовать учебных процесс удалённо. В рамках Sakai могут быть созданы: персональный сайт учащегося; сайт учебного курса, где студенты, могут ознакомиться с программой и календарем курса, имеют доступ к материалам занятий, проходят тесты, сдают письменные экзамены; сайт-проект; сайт-портфолио. Sakai является оболочкой, в которой определены стандарты, методы и технологии, позволяющие разработчикам создавать инструменты и сервисы, которые могут быть использованы в любой оболочке совместимой с Sakai. Система предоставляет следующий набор инструментов: сводка, программа курса, объявления, календарь, чат, форум и сообщения, занятия, задания, тесты и экзамены, зачетная книжка, статистика, анкетирование, справка права доступа, Wiki, обмен файлами, архив электронной почты, новости, WebDAV-клиент. Инструмент «Занятия» поддерживает импорт/экспорт учебных материалов, разработанных с помощью других программных продуктов.

ILIAS [6] Система предназначена для встройки в порталы и информационные системы ВУЗов. Поставляется с минимальными возможностями и без отчетности. В системе есть полноценный механизм ролей, развитая структура элементов, импорт материалов из Википедии. Присутствует поддержка IMS/SCORM.

Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment) [7] - это система дистанционного обучения с открытым кодом, позволяющим вносить изменения любого характера. Соответствует стандарту SCORM, а также обладает модульной структурой. Moodle позволяет подключать также следующие типы модулей: элементы курса, отчеты администратора, типы заданий, плагины аутентификации, форматы курсов, отчеты по курсам, плагины подписки на курсы, фильтры, отчеты по оценкам, форматы экспорта\импорта оценок, типы вопросов в тестах, отчеты по тестам, хранилища файлов, типы ресурсов, плагины поиска. В системе Moodle существует 3 типа форматов курсов: форум, структура (учебные модули без привязки к календарю), календарь (учебные модули с привязкой к календарю). Курс может содержать произвольное количество ресурсов (веб-страницы, книги, ссылки на файлы, каталоги) и произвольное количество интерактивных элементов курса (Wiki, анкеты, глоссарий, задания, опрос, пояснение, тесты, лекция). Для всех элементов курса возможно оценивание, в том числе по произвольным, созданным преподавателем, шкалам. Кроме того, на странице блогов можно детально просмотреть, какие действия выполнялись в курсе различными участниками. В Moodle активно используется e-mail рассылки копий сообщений с форумов, отзывов учителей, есть возможность отправки e-mail сообщений произвольной группе участников курса

Выбор платформы, на которой будет построена виртуальная обучающая среда, зависит от того требования предъявляются к среде. К основным критериями выбора средств организации дистанционного обучения можно отнести функциональность, надежность, стабильность, стоимость, наличие средств разработки контента, поддержка SCORM, система проверки знаний, удобство использования, модульность, обеспечение доступа, мультимедийность, масштабируемость и расширяемость, перспективы развития платформы, кроссплатформенность, качество технической поддержки, наличие (отсутствие) русской локализации продукта. Коммерческое программное обеспечение, как правило, надежно, с надлежащим уровнем поддержки пользователей, регулярными обновлениями и новыми версиями. Однако, в таких системах код источника недоступен технической поддержке организации, поэтому даже небольшие изменения на уровне пользователя не представляются возможными. Кроме того, стоимость любого коммерческого продукта, достаточно высока. Таким образом, можно выделить следующие достоинства коммерческих систем дистанционного обучения: прогнозируемость развития платформы, функциональность и безопасность платформы, настраиваемость, централизованные обновления платформы и техническая поддержка, расширенная и подробная документация. Недостатки коммерческих систем дистанционного обучения: высокая стоимость, регулярные выплаты за лицензию, за увеличившееся количество пользователей. СДО на базе Open Source (OS) представляет собой гибкое и легко дорабатываемое решение. Однако пользователи проявляют сомнения в отношении качества и надежности таких программ. Преимущества систем дистанционного обучения с «открытым» кодом: большая география распространения по всему миру, возможность бесплатного использования системы и ее изменения. Недостатки систем дистанционного обучения с «открытым» кодом: сложность в обслуживании и поддержки системы дистанционного обучения, или же полное отсутствие поддержки, сложность с администрированием учебного процесса недостаточность или сложность технической документации, расширяемость высокая, но часто после внесения каких-либо изменений в систему дистанционного обучения корректно обновить её будет невозможно. Заключение Системы с открытым кодом позволяют решать те же задачи, что и коммерческие системы, но при этом у пользователей есть возможность доработки и адаптации конкретной системы к своим потребностям и текущей образовательной ситуации. Современные тенденции развития рынка OpenSource LMS\LCMS направлены в сторону универсализации и увеличения функциональности систем. Наибольший интерес среди OpenSource систем представляет Moodle [7].

Принимая во внимание вышеупомянутый материал, можно сделать вывод о том, что системы дистанционного образования являются практически универсальным методом для организации процесса обучения студентов, при этом оставаясь рентабельным методом для самого высшего учебного заведения. Используя все возможности и комбинации содержания элементов курса системы, можно организовать обучение и усвоение материала таким образом, что данная система образования будет соответствовать всем традиционным стандартам обучения.

2. Предметная область и постановка задачи

2.1 Общая структура электронного практикума

Электронный лабораторный практикум представляет собой структурированное и качественное средство получения знаний, который дополняет традиционные методы обучения. Он может применятся в качестве пособия или методического материала для работы студентов.

Электронный практикум (ЭП) должен предоставлять все варианты освоения материала и способы получения знаний: средства для изучения теоретического аспекта дисциплины, практический материал, система контроля знаний, например, тесты, как для отдельных тем дисциплины, так и всего курса в целом, систему оценивания преподавателями студентов, средства для взаимодействия между преподавателями и студентами, средства управления и мониторинга всего курса.

Основным главным требованием к ЭП является точность, лаконичность и актуальность теоретического материала, который располагается в соответствующих разделах, пошаговые практические задания, система тестов и наличие понятной для пользователя навигации для переходов по всему курсу.

Разрабатываемый электронный практикум должен быть доступен через сеть Интернет.

Также при разработке электронного материала необходимо учитывать особенность того, что нет очного прямого общения студента и преподавателя. Учебный материал создается на базе ранее составленной учебной программы. Это даёт возможность обучаемому постепенно изучать материал в том темпе, в котором ему удобно это делать.

В процессе обучения студент для проверки своих знаний по конкретной теме может воспользоваться тестами в каждом разделе. Правильность ответов контролирует система, которую настраивает преподаватель, то есть создаёт список вопросов и вариантов ответов на них и отмечает правильные.

Целью создания ЭП является систематизация материала и уменьшение временных затрат на изучение дисциплины «Мультимедиа технологии».

Проанализировав предметную область, была разработана функциональная структура электронного лабораторного практикума, которая представлена на рисунке 2.1.

Функциональная структура включает четыре основных модуля.

Рисунок 2.1 - Функциональная структура электронного практикума

Модуль студента и модуль преподавателя содержат и хранят информацию о зарегистрированных пользователях.

Модуль регистрации/авторизации проверяет информацию, поступающую из модуля студента или модуля преподавателя, сравнивает её с той, что хранится в базе данных, далее проверяет совпадение пары логин/пароль, а далее разрешает или запрещает пользователю войти в систему.

Модуль обучения и контроля - основной модуль в системе, который состоит из трёх блоков: блок теоретического материала, блок лабораторных работ и блок тестирования. Блок теоретического материала содержит лекции по темам дисциплины. Блок лабораторных работ содержит практические задания для выполнения после изучения теории. Блок тестирования содержит промежуточные тесты по каждой отдельной теме и итоговый тест. Каждый учащийся должен изучить теоретический материал и выполнить практическую часть модуля обучения, затем пройти тесты после выполнения практических заданий для закрепления знаний.

2.2 Анализ функциональных характеристик СДО Moodle

Система дистанционного обучения Moodle представляет собой инструментальную среду для размещения и разработки учебных и методических материалов в сети Интернет или корпоративной сети и организации учебного процесса в режиме Online.

Moodle позволяет создавать учебные курсы, используя как собственные программные средства, так и другие материалы, разработанные с помощью других компьютерных программ. В системе предусмотрена возможность распределения учебных курсов и разбиение их в группы по категориям, что существенно облегчает как просмотр, так и поиск изучаемого материала.

СДО Moodle даёт возможность общения пользователям обучающих ресурсов: форум для обсуждения с большим количеством возможностей управления; система обмена личными сообщениями, в том числе система подписки и почтовых уведомлений. Система поддерживает загрузку и обмен файлами любых форматов между всеми пользователями, независимо от их прав.

Отличительной особенностью Moodle является то, что система хранит информацию о каждом обучающемся: все проделанные им работы, оценки, пройденные тесты и комментарии преподавателя к его работам, все сообщения на форуме.

Настраиваемся система оценок так же является характерной особенностью системы, все оценки хранятся в базе данных и их можно отследить

В каждый раздел курса можно добавить различные элементы ресурса: глоссарий, позволяющий организовать работу с терминами; теоретический материал (текст, изображение, web-страница, видео или аудио файл); задания, в которых условия их выполнения формирует преподаватель, далее от учащихся требуется подготовить ответ в электронном виде и загрузить его на портал; форум для обсуждения учебных вопросов или проведения консультаций; разработка тестов преподавателем для отслеживания уровня знаний студентов [7].

Помимо выше перечисленных функций, на странице блогов можно отследить, какие действия выполнялись в курсе различными пользователями.

Кроме этого в Moodle используются e-mail-рассылки копий сообщений с форумов, отзывов учителей, так же есть возможность отправки e-mail сообщений любой группе участников курса [7].

2.3 Требования к разрабатываемому ЭП

2.3.1 Требования к системе в целом

Электронный лабораторный практикум по дисциплине «Мультимедиа технологии» должен реализовывать следующие функции:

1) регистрация пользователей;

2) разграничение прав доступа пользователей к системе;

3) возможность редактирования информации касательно теории и практических заданий;

4) возможность оценки знаний студентов, контроль успеваемости;

5) формирование отчетов о прохождении курса;

6) редактирование тестовых заданий.

Системотехнические требования к разрабатываемой системе:

1) система должна обладать базой данных, которая хранит всю информацию о пользователя, материалах и результатах прохождения практикума;

2) система должна поддерживать обновление контента и его защиту;

3) система должна хранить результаты обучения;

4) система должна быть легко переносимой с одного компьютера на другой;

5) работа системы не должна зависеть от версии операционной системы;

6) система должна работать на компьютерах с различными конфигурациями;

7) система должна быть надежной в эксплуатации и иметь удобный интерфейс для пользователя.

2.3.2 Требования к видам обеспечения

Для работы Moodle предъявляет следующие требования к оборудованию:

1) место на носителе: на носителе должно быть свободными минимум 500 МБайт. Кроме того, потребуется больше свободного места, для хранения учебных материалов и файлов-ответов для заданий, которые проделали студенты;

2) оперативная память: минимальный объём - 256 МБайт, рекомендуемый - 1 ГБайт. Как правило, 50 одновременно работающих в системе пользователей используют на каждый 1 Гб памяти.

Требования к программному обеспечению:

1) веб-сервер. Как правило, отдают предпочтение веб-серверу Apache, но Moodle работает и с любым другим веб-сервером, который поддерживает PHP, например, IIS под Windows. PHP не предъявляет требования к версии веб-сервера, что является преимуществом при выборе сервера [8];

2) язык PHP. В данный момент актуальны следующие вариации языка сценариев PHP: PHP4 и PHP5 [8];

3) работающий сервер баз данных. Полностью поддерживаются и совместимы с Moodle следующие серверы баз данных: MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server, Oracle [9].

MySQL будет актуальной в большинстве случаев, потому что она очень популярна.

Остальные требования: Операционная система - Windows XP/2000/2003, Solaris 10 (Sparc and x64), Mac OS X и Netware 6; веб-браузер на ПК пользователя (Internet Explorer, Mozilla Firefox).

Обоснование выбора ОС, ПО:

1) компьютеры с требуемой конфигурацией для работы в системе, имеются в личном распоряжении учащихся; учащиеся имеют необходимый опыт работы в ОС Windows;

2) уменьшение времени и стоимостных затрат на проектирование, надёжность, совместимость;

3) выбор СУБД сводился к масштабу применения СУБД, к выполняемым функции (информационные и операционные, функции связанные с обработкой информации) и сфера возможного применения - персональные настольные компьютеры;

4) стоимость системы: СДО Moodle распространяется бесплатно.

3. Проектирование электронного практикума

Система дистанционного обучения проводит оценку знаний студентов, изучивших определенный материал на самом портале и выложивших результаты выполнения лабораторных и практических работ непосредственно на портал в соответствующие разделы. Преподаватель просматривает отправленные на проверку работы студентов и ставить оценку за выполненные задания.

Для наглядного отображения работы системы во время стадии функционально-ориентированного и объектно-ориентированного проектирования электронного практикума были созданы диаграммы [10].

3.1 Функционально-ориентированное проектирование ЭП

IDEF0 (Integration Definition for Function Modeling) - методология, описывающая бизнес-процессы, и графическая нотация, которая используется для разработки функциональной модели, отображающая общую структуру системы и её функции, а также потоки материальных объектов и информации, которые связывают эти функции [10].

Основная идея IDEF0 состоит в том, что бизнес-процесс отображается на диаграмме в виде прямоугольника, в который входят и из которого выходят стрелки: вход, выход, управление, механизм.

На рисунке 3.1 представлена контекстная диаграмма.

В таблице 3.1 представлено описание стрелок контекстной диаграммы.

Таблица 3.1 - Описание стрелок контекстной диаграммы

Наименование блока

Описание решаемых задач

Тип

Студенты

Авторизация студентов

Стрелка входа

Преподаватели

Авторизация преподавателей

Стрелка входа

Лабораторные работы

Редактирование/добавление практических заданий

Управление

Теоретический материал

Редактирование/добавление теоретического материала

Управление

СДО Moodle

Система управления

Механизм

Результаты обучения

Ученики, прошедшие практикум

Стрелка выхода

Рисунок 3.1 - Контекстная диаграмма

На рисунке 3.2 представлена диаграмма декомпозиции первого уровня.

Рисунок 3.2 - Диаграмма декомпозиции первого уровня

В таблице 3.2 представлено описание функциональных блоков IDEF0.

Таблица 3.2 - Описание функциональных блоков

Наименование блока

Описание решаемых задач

А1.Авторизация преподавателя

Вход в систему с правами преподавателя

А2.Авторизация студента

Вход в систему с правами студента

А3.Редактирование материала курса и мониторинг

Наблюдение за процессом обучения, редактирование теоретического и практического материала

А4.Выполнение заданий и изучение материала

Прохождение практикума студентом

А5.Подведение итогов прохождения практикума

Оценивание работы студентов преподавателем

На рисунке 3.3 представлена диаграмма декомпозиции первого уровня.

Рисунок 3.3 - Диаграмма декомпозиции второго уровня

В таблице 3.3 представлены основные элементы модели IDEF0, а в таблице 3.4 представлено описание функциональных блоков IDEF0.

Таблица 3.3 - Основные элементы модели IDEF0

Название проекта: Разработка электронного практикума по дисциплине «Мультимедиа технологии»

Цель проекта: Реализация структурной функциональной модели компьютерного

практикума

Технология моделирования: метод функционального моделирования IDEF0

Инструментарий: программный продукт BP Win 4.0

Список данных

Перечень функций

Преподаватель

Студенты

Теоретический материал

Лабораторные работы

СДО Moodle

Результаты обучения

А0.Разработка электронного практикума по дисциплине «Мультимедиа технологии»

Преподаватель

Студенты

Теоретический материал

Лабораторные работы

СДО Moodle

Результаты обучения

A1. Вход преподавателя

А2. Вход студента

А3. Мониторинг и редактирование курса

А4. Прохождение практикума

А5. Составление результатов прохождения практикума

Интерфейс студента

Студенты

Теоретический материал

Лабораторные работы

СДО Moodle

Результаты обучения

А1. Выбрать тему обучения

А2. Выполнить задания

А3. Прочитать лекцию

А4. Пройти тест

А5. Составление результатов о проделанной работе

Таблица 3.4 - Описание функциональных блоков

Наименование блока

Описание решаемых задач

А1.Выбрать тему

Выбор темы для лабораторной работы или тему лекции

А2.Изучить материал лекции

Изучение материала лекции

А3.Выполнить практическое задание

Выполнение лабораторной работы

А4.Пройти тест по данной теме

Прохождение теста в системе студентом

А5.Результат о проделанной работе

Оценки и результаты прохождения практикума

IDEF3 (Integrated Definition for Process Description Capture Method) - это методология проектирования, основная цель которой дать возможность разработчиками описать определенную последовательность процессов в системе, а также описать те объекты, которые участвуют одновременно в одном процессе. Диаграмма IDEF3 представлена на рисунке 3.4

Рисунок 3.4 - Диаграмма IDEF3

Таблица 3.5 - Основные элементы модели IDEF3

Название проекта: Разработка электронного практикума по дисциплине «Мультимедиа технологии»

Цель проекта: Реализация структурной функциональной модели

Технология моделирования: метод описания бизнес-процессов IDEF3

Инструментарий: программный продукт BP Win 4.0

Перечень действий

Тип соединения

Название

Вид

1.Выбрать лабораторную работу

Соединение «ИЛИ» J1

Разворачивающее

1.Выполнить лабораторную работу

Соединение «ИЛИ» J2

Сворачивающее

В таблице 3.6 представлено описание функциональных блоков IDEF3.

Таблица 3.6 - Описание функциональных блоков

Наименование блока

Описание решаемых задач

1

2

Выбор лабораторной работы

Выбор темы для лабораторной работы

Создание основных элементов сайта

Лабораторная работа «Работа с основными элементами HTML»

Работа со списками, таблицами, формами

Лабораторная работа «Работа со списками, таблицами, формами»

Создание многостраничного сайта

Лабораторная работа «Создание многостраничного сайта»

Каскадные таблицы стилей CSS

Лабораторная работа «Каскадные таблицы стилей CSS»

Работа в Photoshop, CorelDraw, 3D max

Лабораторная работа «Работа в Photoshop, CorelDraw, 3D max»

3.2 Объектно-ориентированное проектирование ЭП

3.2.1 Построение диаграммы вариантов использования

Диаграмма вариантов использования - диаграмма, описывающая зависимости и взаимоотношения между группами вариантов использования и действующих лиц, которые участвуют в процессе Диаграмма вариантов использования применяется для моделирования бизнес процессов организации и требования к создаваемой системе [11].

Основной целью данной диаграммы является то, что проектируемая программная система представляется в форме возможных вариантов использования, с которыми взаимодействуют внешние сущности или актеры. При этом актером или действующим лицом называется любой объект, субъект или система, взаимодействующая с то бизнес-системой, которая моделируются. Актёром может быть человек, техническое устройство, программа или любая другая система, которая служит источником воздействия на моделируемую разработчиком систему. Вариант использования служит для описания сервисов, которые система предоставляет актеру. Другими словами, каждый вариант использования определяет набор действий, которые совершается системой при взаимодействии с актером.

Вариант использования на диаграмме изображен в виде эллипса под котором описывается действие актёра, от каждого актёра могут идти стрелки непосредственно к вариантам использования.

Диаграмма вариантов использования представлена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 - Диаграмма вариантов использования

В данной диаграмме два действующих лица: студент и преподаватель. Главным из них является преподаватель, так как благодаря его работе осуществляется редактирование курса и осуществление мониторинга деятельности студента на курсе. Студент на курсе может проходить тесты, читать лекции, выполнять задания и общаться с преподавателем посредством форума.

Произведен анализ варианта использования «Редактирование курса» по шаблону, представленному в таблице 3.6

Таблица 3.6 - 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

Примечания

Актеры

Цель

Краткое описание

Тип

Ссылки на другие варианты использования

В таблице 3.7 представлено описание главного раздела «Редактирование курса».

Таблица 3.7 - Главный раздел «Редактирование курса»

Вариант использования

Редактирование курса

Актеры

Преподаватель

Цель

Редактирование изучаемого материала в связи с изменением программы обучения

Краткое описание

Преподаватель выбирает необходимый раздел для редактирования с возможностью дальнейшего изменения

Тип

Базовый

В таблице 3.8 представлено описание раздела «Типичный ход событий»

Таблица 3.8 - Раздел «Типичный ход событий»

Действия актера

Отклик системы

1 Преподаватель проходит авторизацию в системе

Исключение №1: преподаватель вводит неверную пару логин и пароль

2 Система открывает форму для работы преподавателя

3 Преподаватель выбирает редактирование курса

4 Система открывает главную страницу для редактирования

5 Преподаватель производит добавление и редактирование информации для заданий

Исключение №2: преподаватель нарушает лимит максимального размера файла

6 Система сохраняет отредактированный материал в БД

7 Преподаватель производит добавление и редактирование информации для лекций

Исключение №2: преподаватель нарушает лимит на максимальный размер файла

8 Система сохраняет отредактированный материал в БД

9 Преподаватель создает или редактирует вопросы и ответы в тестах

10 Система добавляет/изменяет вопросы, правильные и неправильные ответы в БД

В таблице 3.9 представлен раздел «Исключения»

Таблица 3.9 - Раздел «Исключения»

Действия актера

Отклик системы

Исключение №1: преподаватель вводит неверную пару логин и пароль

11 Пользователь вводит неверные логин и пароль

Система предлагает оповещает, что данные введены некорректно

Исключение №2: преподаватель нарушает лимит на максимальный размер файла

12 Преподаватель загружает файл превышающий его лимит на объём в системе

Система предупреждает, что превышен максимальный размер файла для его отправки в БД

3.2.2 Построение диаграммы последовательности

Диаграмма последовательности - диаграмма, на которой представлено взаимодействие объектов и динамике и во времени. Данная диаграмма показывает, как происходит обмен сообщений между объектами. Каждый объект имеет линию жизни - линию, которая описывает длительность использования конкретного объекта в разработке электронного практикума.

Диаграмма последовательности используется для того, чтобы отобразить изменения не только объектов, но и для отображения обмена между ними.

Диаграмма предполагает взаимодействие преподавателя и студента с обучаемым материалом. Преподаватель, как модератор портала имеет право следить за контролем успеваемости студента и редактировать теоретический и практический материал, а также изменять вопросы и ответы к тестам. Студент, как пользователь изучает теорию, выполняет практические задания и проходит тесты. На диаграмме стрелками указан обмен сообщениями между объектами, а также у каждого объекта объявлен свой жизненный цикл. У материала для обучения он наиболее короткий, так как чаще всего подвергается изменениям. У преподавателя наиболее длинный в силу того, что он модерирует и управляет практикумом.

Диаграмма деятельности для студента представлена на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 - Диаграмма последовательности

3.3 Оценка трудоемкости разработки проекта

Для определения трудоемкости разработки процесса просматриваются следующие этапы «Определение весовых показателей действующих лиц», «Определение весовых показателей вариантов использования», «Определение технической сложности проекта», «Определение уровня квалификации разработчиков», «Оценка трудоемкости проекта». Весовые коэффициенты действующих лиц представлены в таблице 3.10.

Таблица 3.10 - Весовые коэффициенты действующих лиц

Тип лица

Весовой коэффициент

Простое

1

Среднее

2

Сложное

3

Типы действующих лиц для системы дистанционного обучения представлены в таблице 3.11.

Таблица 3.11 - Типы действующих лиц для разрабатываемой системы

Действующие лицо

Тип

Администратор

Сложное

Преподаватель

Сложное

Студент

Среднее

Вычислим общий весовой показатель, умножая количество действующих лиц каждого типа на соответствующий весовой коэффициент.

Весовые коэффициенты представлены в таблице 3.12

Таблица 3.12 - 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

Сложность вариантов использования для системы дистанционного обучения представлены представлена в таблице 3.13.

Таблица 3.13 - Сложность вариантов использования для разработанной системы

Вариант использования

Тип

Изменить плагин сайта

Сложный

Редактировать участника

Сложный

Добавить курс

Средний

Редактировать курс

Средний

Оценить ответ

Простой

Общий весовой показатель вычисляется умножением количества вариантов использования каждого типа на соответствующий весовой коэффициент. Общий весовой показатель равен:

Рассчитаем показатель UUCP, формула:

Техническая сложность проекта вычисляется с учетом показателей технической сложности. Показатели технической сложности представлены в таблице 3.14

Таблица 3.14 - Показатели технической сложности

Показатель

Описание

Вес

T1

Распределенная система

1

T2

Высокая пропуск. способность

1

T3

Работа кон. пол. в режиме on-line

1

T4

Сложная обработка данных

2

T5

Повторное использование кода

0,5

T6

Простота установки

1

T7

Простота использования

0,5

T8

Переносимость

2

T9

Простота внесения изменений

1

T10

Параллелизм

1

T11

Специальные требования к безопасности

1

T12

Непосредственный доступ в систему со стороны внешних пользователей

1

T13

Специальные требования к обучению пользователей

1

Показатели технической сложности для системы дистанционного обучения представлены в таблице 3.15

Таблица 3.15 - Показатели технической сложности для рассматриваемой системы

Показатель

Вес

Значение

Значение с учетом веса

T1

1

1

1

T2

1

2

2

T3

1

3

3

T4

1

2

2

T5

0,5

5

2,5

T6

1

4

5

T7

0,5

5

2,5

1

2

3

4

T8

2

3

6

T9

1

3

3

T10

1

2

2

T11

1

2

2

T12

1

5

5

T13

1

1

1

Сумма

Техническая сложность проекта вычисляется по формуле:

Показатели уровня квалификации разработчиков представлены в таблице 3.16

Таблица 3.16 - Показатели уровня квалификации разработчика

Показатель

Описание

Вес

F1

Знакомство с технологией

0.15

F2

Опыт разработки приложений

0.5

F3

Опыт использования объектно-ориентированного подхода

0

F4

Наличие ведущего аналитика

0.5

F5

Мотивации

1

F6

Стабильность требований

2

F7

Частичная занятость

-1

F8

Сложность языка программирования

-1

Показатели уровня квалификации разработчиков для системы дистанционного обучения по дисциплине «Мультимедиа технологии» в таблице 3.17

Таблица 3.17 - Показатели уровня квалификации разработчика для разрабатываемой системы

Показатель

Вес

Значение

Значение с учетом веса

F1

1.5

3

4.5

F2

0.5

2

1

F3

0

2

0

F4

0.5

1

0.5

F5

1

5

5

F6

2

3

6

F7

-1

1

-1

F8

-1

2

-2

Сумма

15

Рассчитаем уровень квалификации разработчиков по формуле:

В результате получили показатель, формула:

Определим трудоемкость проекта. В качестве начального показателя возьмем 10 человека-часов. При рассмотрении показателей получаем 32 человека-часов. Общее количество человека-часов на создание информационной системы равно 296,3, это приблизительно 13-14 рабочих дней, если над проектом работает один человек.

4. Разработка информационного обеспечения системы

4.1 Анализ предметной области и выделение информационных объектов

Набор данных определяется на основе анализа предметной области и требований к разрабатываемой системе. Состав информационного обеспечения представлен в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Состав информационного обеспечения

Название информационного объекта (ИО)

Обозначение ИО

Семантика ИО

Обучение

Обучение

Содержит информацию о процессе прохождения практикума студентом.

Студенты

Студенты

Содержит информацию о студентах курса.

Преподаватели

Преподаватели

Содержит информацию о преподавателях.

Темы

Темы

Содержит информацию о темах, которые изучаются в рамках данной дисциплины.

Тесты

Тесты

Содержит информацию о тестах.

Вопросы

Вопросы

Содержит информацию о вопросах в тестах.

Варианты ответов

Варианты ответов

Содержит информацию о содержании вопросов.

Практика

Практика

Содержит информацию о практическом материале.

Теория

Теория

Содержит информацию о теоретическом материале.

Функциональные зависимости реквизитов представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Функциональные зависимости реквизитов


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.