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 классов
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 ЭП
6.2 Компьютерная реализация работы в Microsoft Project
6.3 Компьютерная реализация работы в BP Win
6.4 Компьютерная реализация работы в Rational Rose
6.5 Компьютерная реализация работы в ИСР Delphi
Заключение
Список использованных источников
Введение
В современном ритме жизни время становится ценным ресурсом. Человеку нужно много работать, чтобы добиться успеха. Но работать эффективно, априори, невозможно без получения знаний. Компьютеризация общества дает нам большие возможности, тем самым делая нас более мобильным. СДО позволяют получать новые знания в любое удобное для студента время.
Разработка СДО является нелегкой задачей, поскольку нельзя ошибиться в выборе программного комплекса.
Цель выпускной квалификационной работы - разработка электронного практикума по дисциплине "Методы и средства проектирования информационных систем и технологий". Лабораторный практикум нужно создать в СДО Moodle.
Выпускная квалификационная работа состоит из шести разделов.
В первом разделе проводится аналитический обзор проблем дистанционного образования и рассматриваются все особенности дистанционного образования. Во втором разделе описывается структура электронного практикума и приводятся требования к разрабатываемому лабораторному практикуму. В третьем разделе производится функционально-ориентированное и объектно-ориентированное проектирование лабораторного практикума. В четвертом разделе описывается разработка информационного обеспечения системы: анализируется предметная область, составляется логическая модель данных, описывается содержание самого практикума.
В пятом разделе содержится описание программных средств, а также проводится тестирование комплекса и оценка надежности системы.
В шестом разделе разрабатывается руководство пользователя к
системе Moodle и к программным средствам Microsoft Project, BP Win, Rational Rose и ИСР Delphi.
Обзор литературных источников показывает, что на сегодняшний день у термина "Дистанционное образование" отсутствует единое толкование.
А.А. Андреев и В.И. Солдаткин в работе [1] определяют дистанционное образование как комплекс образовательных услуг, предоставляемых широкими слоям населения в стране и за рубежом с помощью, специализированной информационно-образовательной среды, базирующейся на средствах обмена учебной информацией на расстоянии.
Главной особенностью такого образования они считают то, что дистанционное образование меняет содержание всех элементов дидактической системы.
В.И. Овсянников в работе [2] проанализировал определения термина дистанционное образование в зарубежных источниках и определения российских специалистов. И в определенной мере согласен с Д. Шелом, что если дистанционное образование может быть рассмотрено как "образование на расстоянии", то оно вообще не нуждается в определении.
Для того, чтобы система дистанционного образования соответствовала нужному уровню разработки, она должна содержать ряд характеристик. В статье [3] А.В. Батаев выделил следующие характеристики: функциональность; надежность; стабильность; стоимость; наличие средств разработки контента; поддержка SCROM; система проверки знаний; удобство использования и обеспечения доступа; мультимедийность, качество технической поддержки.
Функциональность обеспечивает набор функций в системе, которые полностью поддерживают процесс обучения.
Надежность помогает добиться удобства добавления учебного материала.
Стабильность позволяет системе устойчиво работать при любой степени активности пользователей.
Стоимость определяет стоимость СДО, а также из всех затрат на ее разработку, внедрение и ее дальнейшее сопровождение.
Наличие средств разработки контента предоставляет возможность редактирования учебного материала, что, безусловно, облегчает саму разработку курсов.
Поддержка SCORM дает возможность создавать электронные курсы, которые в последствии можно будет интегрировать в любую СДО с поддержкой SCORM.
Система проверки знаний позволяет провести оценку знаний студентов в режиме реального времени. Обычно это тесты и контроль активности.
Удобство использования является важной характеристикой, так как никто не будет использовать слишком громоздкую технологию.
Обеспечение доступа студентов к учебному курсу без каких-либо проблем, связанных с их местоположением.
Мультимедийность позволяет использовать в качестве учебных материалов не только текстовые файлы, но и графические, а также аудио и видео файлы.
Качество технической поддержки обеспечивает возможность устранения неполадок, как сотрудниками фирмы-разработчика, так и сотрудниками собственной службы организации.
В работе [4] выделяют следующие особенности дистанционного образования: гибкость; параллельность; охват; технологичность; социальное равноправие и новая роль преподавателя.
Гибкость позволяет студенту заниматься в удобное для него время, а также в удобном месте. Параллельность позволяет обучаться без отрыва от основной работы.
Охват позволяет одновременно обращаться к нескольким источникам информации.
Социальное равноправие наделяет равными возможностями получения образования вне зависимости от места нахождения студента, а также его состояния здоровья или материальной обеспеченности.
Новая роль преподавателя подразумевает координацию учебного процесса и его корректировку.
Также у дистанционного образования есть свои недостатки. Дистанционное образование не всегда эффективно и длится дольше, чем очное, это, обычно, относится к самодисциплине студентов. Такое образование требует наличие определенного технического обеспечения и интернета.
Среди средств организации дистанционного образования в работе [5] выделяют четыре группы:
) авторские программные продукты (Authoring Packages);
) системы управления содержимым учебных курсов (Content Management System - CMS);
3) системы управления обучением (Learning Management System - LMS);
4) системы управления учебным контентом (Learning Content Management System - LCMS).
Авторские программные продукты направлены на изучение отдельных дисциплин. Такие продукты позволяют преподавателям разрабатывать обучающие материалы самостоятельно на основе визуального программирования, то есть преподавателю нужно просто поместить необходимую информацию, в виде фрагмента текста, картинки, или видеозаписи, в нужное место.
электронный практикум предметная область программный
Авторские программные продукты не представляют большого интереса для организаций, так как лишь частично решают проблемы дистанционного образования, в частности он не поддерживают чаты и дискуссии.
Системы управления содержимым учебных курсов позволят размещать электронные учебные материалы различных форматов и управлять ими. Такие системы подойдут для создания порталов, на которых и будут находиться обучающие материалы, но не для полноценной дистанционной системы образования.
Системы управления обучением позволяют автоматизировать контроль доступа пользователей к учебному курсу и управлять преподавательскими ресурсами. Студент получает доступ к учебному курсу, а преподаватель получает необходимые инструменты для создания и редактирования учебных программ, итоговых тестов и обеспечения взаимодействия между студентом и преподавателем.
Системы управления обучением отвечают за контроль доступа к курсу, управление преподавательскими ресурсами и внедрение дополнительных элементов в учебный курс, таких как лабораторные работы, тесты.
Дополнительно такие системы отвечают за удобное использование для поиска каталогов курса и возможность синхронного или асинхронного обучения студента.
Авторы работы [6] считают, что наиболее важными элементом такой системы является возможность формирования отчетов об успеваемости, которая позволяет делать выводы о том, насколько успешно студент осваивает данный учебный курс. В этой работе рассматриваются основные возможности системы управления обучением, такие как: поддержка смешанного обучения; инструменты администрирования; интеграция контента; соблюдение стандартов и возможности тестирования.
Поддержка смешанного обучения позволяет объединить обучение в аудиториях с дистанционным обучением.
Инструменты администрирования позволяют управлять регистрацией и профилями пользователей, назначать им роли. Также инструменты позволяют составлять расписание для студентов и преподавателей.
Интеграция контента довольно важна для систем дистанционного образования. Она обеспечивает поддержку большого спектра учебных курсов от третьих лиц.
Соблюдение стандартов SCORM означает, что система управления обучением может управлять всем содержимым курсов вне зависимости от того, какие средства разработки были использованы.
Возможности тестирования представляют возможность включения модуля оценки в каждой части курса или по результатам изучения его полностью.
Такие системы являются решением для управления всем учебным процессом.
Наиболее популярными системами управления обучением являются: Blackboard; Moodle; Google Класс; Edmodo и Shoology.
В последнее время активно развивается класс систем, которые реализуют управление именно учебным контентом. В их основе ежит представление обучения как многократно используемых учебных курсов. Все они ориентированы не на студентов, а на специалистов по компоновке курсов и руководителей обучения. Сейчас провести границу между системами управления обучением и системами управления учебным контентом труднее потому, что большая часть производителей систем управления учебным контентом добавляют возможность общего управления обучением, а системы управления обучением теперь поддерживают и возможность управления учебным контентом.
Система управления учебным контентом включает в себя следующие компоненты: репозиторий учебных объектов; программное обеспечение автоматизированного ауторинга; интерфейс отображения контента; средства администрирования.
Репозиторий учебных объектов - это главная база данных, которая хранит в себе весь учебный контент и управляет им. Каждый из объектов может быть использован несколько раз, в зависимости от требований.
Программное обеспечение ауторинга является программным обеспечением создания многократно используемых учебных объектов. После эти объекты будут доступны в репозитории. Программа представляет авторам макеты с содержанием основных принципов разработки учебного контента. Используя такие макеты, авторы разрабатывают учебные курсы, к которым могут добавить уже имеющиеся объекты из репозитория.
Интерфейс отображения контента используется везде, где он необходим, например, предварительное тестирование.
Средства администрирования используются для управления профилями студентов, отслеживания их успехов, поиска учебных курсов по каталогу.
И система управления обучением и система управления учебным контентом позволяют управлять содержанием учебных курсов. Но помимо этого система управления обучением дает возможность управлять смешанным обучением, которое состоит из аудиторных занятий и занятий на расстоянии.
В статье [3] А.В. Батаев делит все существующие образовательные платформы для дистанционного образования на три вида: SaaS-сервисы, платформы для различных конференций и коробочные сервисы.
SaaS-сервисы - облачная технология, которая разворачивает систему дистанционного образования удаленно, и заказчику не приходится заниматься технической поддержкой такой системы.
Платформы для конференций обеспечивают очень узкий круг задач, связанный с обменом информацией разными способами.
Суть коробочного сервиса - это получение готового продукта и его дальнейшее использование по назначению.
Все программные продукты дистанционного образования делятся на коммерческий и бесплатные программные оболочки (Open Sourse).
Коммерческие продукты весьма надежны, но у пользователей нет доступа к исходному коду программы. Это означает, что пользователь не может изменить программу так, как ему надо. Также большим минусом является цена такого продукта.
Бесплатные же программные оболочки предоставляются нам с уже открытым кодом, и большинство их модулей встречаются в свободном доступе.
В работе [5] выделяются следующие коммерческие системы дистанционного образования: WebTutor; IBM Lotus Workplace Collaborative Learning (LWCL); "Прометей"; REDCLASS; "Доцент".
WebTutor - это комплексная модульная система обучения, которая разработана компанией WebSoft. Она автоматизирует следующие функции: дистанционное обучение; тестирование; электронную библиотеку; оценку и аттестацию студентов.
Пользователи могут работать с WebTutor двумя способами: через портал дистанционного обучения и через приложение WebTutor Administrator.
Портал дистанционного образования является основным способом работы с системой. Для работы не требуется никакого специального программного и технического обеспечения, кроме персонального компьютера с выходом в сеть. Пользователь может работать с учебными курсами; проходить тесты; пользоваться блогами; чатами; форумами.
WebTutor Administrator - это рабочий инструмент для пользователей-администраторов системы. Позволяет управлять порталом и контролировать все результаты обучения и оценки студентов.
WebTutor отличает модульный подход, это, в свою очередь, позволяет использовать только инструменты, которые нужны заказчику.
Эта платформа включает в себя модуль Персонал; Портал и административные и служебные модули, но модули "Дистанционное обучение" и "Тестирование" поставляются совместно.
Большинство ведущих российских компаний использует именно эту СДО. Она поддерживает следующие международные стандарты обмена учебными материалами: SCORM 1.2; SCORM 2004; AICC; IMS.