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 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].

ATutоr - 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.

ATutоr 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:

1) 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;

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

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

5) 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:

1) 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);

3) использовать единую систему классификации и кодирования (унифицированность);

4) обеспечивать надлежащий уровень защиты передаваемых данных;

5) обеспечивать высокую надёжность и устойчивость к сбоям;

6) иметь встроенные средства оперативной аналитической обработки данных;

7) 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:

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

2) язык сценариев PHP;

3) 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:

1) 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.

3) 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.