Таблица 3.6
Описание функциональных блоков DFD
|
Наименование блока |
Описание решаемых задач |
|
|
1 |
2 |
|
|
Ввод заданий для практических, тестовых и контрольных частей |
Преподаватель вводит и редактирует задания для студентов |
|
|
Ввод и изменение критериев |
Преподаватель также выставляет критерии, по которым будет производиться оценка |
|
|
Выполнение заданий по различным темам |
Студент выполняет задания компьютерного практикума |
|
|
Оценка решенных задач по критериям |
Производится проверка и выставляется оценка за решенные задачи |
|
|
Запись в журнал |
Результаты студентов записываются в журнал |
Теперь обратимся к языку UML. Диаграмма вариантов использования (прецедентов) является одной из разновидностей диаграмм, представленных в данном языке моделирования [16]. Она отражает отношения между вариантом использования и актером. Актером называют некоторую внешнюю сущность по отношению к системе, которому предписывается конкретная роль. Прецедент или вариант использования это возможности, а также процесс или последовательность действий, которые доступны актеру при взаимодействии с системой. Прецедент изображается эллипсом, внутри которого надпись или краткое описание, соединяющимся с актерами при помощи сплошных линий.
Диаграмма вариантов использования представлена на рисунке 3.6.
Актерами являются: студент, преподаватель.
Варианты использования доступные преподавателю после входа в систему редактирование заданий к любым типам работ, имеющимся в практикуме, редактирование критериев оценивания, по которым выставляются баллы за пройденные задания, которые решает студент и просмотр журнала успеваемости и рейтинга студентов.
Дополним диаграмму текстовым сценарием, шаблон которого представлен в таблице 3.7.
Представим сценарий на основе варианта использования «Редактирование заданий практикума по дисциплине «Информатика»».
Рисунок 3.6 Диаграмма вариантов использования
Таблица 3.7
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 |
«Главный раздел» представлен в таблице 3.8. «Типичный ход событий» отражен в таблице 3.9, а раздел «Исключения» - в таблице 3.10.
К еще одному виду диаграмм языка моделирования UML относится диаграмма деятельности, некоторая последовательность действий, позволяющая моделировать сложный жизненный цикл информационной системы. Такие диаграммы можно использовать для более детального описания внутренних процессов.
Таблица 3.8
Главный раздел сценария выполнения варианта использования «Редактирование заданий практикума по дисциплине «Информатика»»
|
Вариант использования |
Редактирование практических заданий |
|
|
Актеры |
Преподаватель |
|
|
Цель |
Создание, ввод и редактирование вопросов и ответов для практикума |
|
|
Краткое описание |
Преподаватель составляет или подбирает задания для решения, редактирует их, подбирает варианты ответов к ним |
|
|
Тип |
Базовый |
Таблица 3.9
Раздел «Типичный ход событий» сценария выполнения вариантов использования
|
Действия актеров |
Отклик системы |
|
|
1. Преподаватель осуществляет ввод данных для входа в систему Исключение №1: Преподаватель ввел неверные логин и пароль |
2. Система открывает главную страницу для работы |
|
|
3. Преподаватель редактирует задания для практической части |
4. Система сохраняет изменения в заданиях для практической части |
|
|
5. Преподаватель редактирует задания для тестовой части |
6. Система сохраняет изменения в заданиях для тестов |
|
|
7. Преподаватель редактирует задания для контрольных работ |
8. Система сохраняет изменения в заданиях для контрольных работ |
|
|
9. Преподаватель вносит изменения критериев оценивания |
10. Система запоминает новые критерии |
|
|
11. Преподаватель просматривает журнал успеваемости с результатами выполнения заданий |
12. Система открывает форму с оценками студентов по выбранной теме и части |
Таблица 3.10
Раздел «Исключения»
|
Действия актеров |
Отклик системы |
|
|
Исключение №1: Преподаватель вводит неверный логин и пароль |
||
|
13. Пользователь вводит неверные логин и пароль |
1Система предлагает ввести корректные данные |
На рисунке 3.7 представлена диаграмма деятельности. Из диаграммы можно проследить последовательность действий конкретно пользователя - студента. Для первичного входа в систему необходимо зарегистрироваться в системе. В дальнейшем студенту нужно будет просто авторизоваться посредством логина и пароля. Пользователь выбирает тему для решения и переходит к поочередному выполнению заданий из разных блоков проверки. Для каждого перехода существует ограничение по количеству баллов, которые надо набрать, для перехода к решению кроссворда необходимо выполнить все контрольные по представленным темам.
Рисунок 3.7 Диаграмма деятельности
3.2 Разработка практикума по информатике
Главной целью является проектирование и реализация электронного практикума по информатике. Как любая информационная система практикум проходит определенные этапы в своей разработке, которые и необходимо рассмотреть.
3.2.1 Основные этапы разработки практикума
Разработка программного комплекса происходит в несколько этапов [16].
Первое с чего начинается весь процесс это анализ предметной области и требований, предъявляемых к практикуму и постановка задачи.
При анализе предметной области были выявлены следующие задачи:
ѕ должна быть подготовлена многоуровневая проверка знаний обучаемых с предоставление теоретического материала для подготовки;
ѕ представлен модуль для просмотра результатов тестирования и рейтинга студентов;
ѕ задания для проверки должны редактироваться.
Следующий этап - этап проектирования.
В рамках проектирования ведется разработка диаграмм для отражения общей структуры и связей, которые должны присутствовать в программном комплексе, логическая модель базы данных системы. Здесь определяются алгоритм работы, представляются блок-схемы его описания.
На этапе также выбирается будущая архитектура системы, программные продукты, с помощью которых будет вестись разработка, база, в которой будут храниться данные.
Далее следует этап разработки, реализации программного комплекса.
Описание модулей, которые были определены на более ранних этапах, переводятся в программный код. Результатом служит реализованное программное обеспечение.
После чего проводиться тестирование разработанного программного комплекса. Для этого выбирается метод тестирования и метод оценки надежности программного обеспечения.
Завершающий этап - непосредственная эксплуатация. Для корректной работы с программным комплексом представляются руководство для каждой из категории пользователей.
Наименование и порядок следования этапов представлен на рисунке 3.8
Рисунок 3.8 Основные этапы разработки
3.2.2 Алгоритмы работы
Для автоматизации процесса обучения нужно понять алгоритм работы и представить его описание. Структурная схема, представляющая из каких модулей в целом, будет состоять система, отображена на рисунке 3.9.
Из схемы видно, что практикум включает в себя базу данных для хранения всей информации и пяти блоков: обучения, проверки знаний, авторизации, ввода и редактирования заданий, результатов выполнения работ.
Рисунок 3.9 Структурная схема электронного практикума по информатике
Чтобы получить доступ к модулям работы пользователи должны пройти авторизацию.
Блок обучения предназначен студенту, при работе с ним он решает тесты и практические задания, имеет доступ к теоретическому материалу. Контроль над успеваемостью выполняется посредством контрольных работ и кроссворда в блоке проверки. Преподаватель в блоке редактирования осуществляет наполнение электронного практикума заданиями, здесь же он может их редактировать по своему усмотрению. Все итоги проверки отображаются в блоке результатов.
База данных хранит все вопросы, отметки студентов за прохождение различных работ и список пользователей системы.
Для каждого из категории пользователей необходимо разграничить доступ к функционалу в электронном практикуме.
Алгоритм работы системы отображен на рисунке
Функционал, который доступен системе студенту:
ѕ изучение тем из курса информатики при помощи теоретического материала;
ѕ закрепление полученных знаний при помощи разнотипных вопросов, представленных в практике и тестах;
ѕ оценка уровня подготовленности по пройденному материалу при решении контрольных работ;
ѕ просмотр итогов всех проверок.
Функционал преподавателя, доступный в системе:
ѕ добавление, удаление и изменение заданий;
ѕ корректирование критериев оценивания;
ѕ узнать результаты тестирования студентов посредством журнала;
ѕ ознакомиться с рейтингом студентов.
Все работы система проверяет автоматически, сразу после решения. Для практической части это проверка идет после каждого введенного ответа, который сравнивается с правильным, хранящимся в базе.
Алгоритм работы системы при проверки заданий в практической части отображен на рисунке 3.10. Общий алгоритм работы системы представлен на рисунке 3.11.
Основная суть заключается в следующем: вводится ответ и, если он не совпадает с правильным, практикум отправляет обучаемого назад к решению, иначе, при верном ответе, выводится следующий вопрос по теме.
Рисунок 3.10 Алгоритм работы системы при проверки практических заданий
Рисунок 3.11 Алгоритм работы системы
3.2.3 Реализация структуры интерфейса
При разработке интерфейс очень важен, так как при помощи его пользователь вводит все данные и пользуется всем функционалом системы. Сюда включены процессы ввода информации, ее вывода, диалоги между обучаемым и программным комплексом.
Использование меню наиболее популярный и востребованный тип интерфейса пользователя. Все возможные функции становятся сразу доступны посредством выбора одного из пунктов. С помощью меню очень удобно осуществлять переход между разделами.
Такой тип интерфейса улучшает взаимодействие обучаемого с программой, потому как нет нужды изучать язык общения, все интуитивно понятно. Функционал представлен в виде набора пунктов меню, из которых выбирается нужный.
Тип интерфейса для ввода данных и вывода информации, требуемой пользователю - экранные формы приложения. В данном случае на формы выводятся задания, которые будет решать студент, при неверном решении ответ можно исправить. В формах удобно выводить данные из запросов к БД.
Интерфейс электронного практикума по информатике по типу - смешанный. Так как в своей структуре содержит совокупность отдельных видов.
В программном обеспечении добавлено меню для навигации по приложению и экранные формы для обмена информацией между студентом и комплексом.
Требование, предъявляемое к интерфейсу и навигации это доступность, понятность, чтобы пользователь мог интуитивно ориентироваться при работе с электронным практикумом.
Для студента первичные пункты меню: Системы счисления, Представление информации, Измерение информации, Программирование на языке Pascal, Кроссворд.
Далее следует меню, состоящее из: практической части, тестовой части, контрольной части, материалов и результатов.
Для преподавателя такими пунктами являются: редактирование заданий, критерии оценивания, журнал, который в свою очередь подразделяется на непосредственно журнал и рейтинг студентов.
Также для каждого из пользователей есть меню «Помощь», меню «Справка».
Схема диалога для студента представлена на рисунке 3.12.
Структурная схема интерфейса электронного практикума представлена на рисунке 3.13.
На схеме представлено меню, доступное для конкретной категории пользователя, описание дает пояснение к тому, для чего каждый из пунктов предназначен.
Схема диалога для преподавателя на рисунке 3.14.