Реферат 2
Введение 6
1 Анализ требований и постановка задачи на разработку приложения
для изучения структуры растительных клеток 8
1.1 Анализ рынка соответствующих продуктов 8
1.2 Постановка задачи на разработку серверной части мобильного
приложения 15
1.3 Анализ функциональных требований 16
1.4 Анализ требований к пользовательскому интерфейсу приложения с дополненной реальностью для изучения структуры растительных
клеток 23
2 Проектирование приложения по изучению структуры растительных
клеток 26
2.1 Функциональное моделирование серверной части мобильного
приложения 26
2.2 Проектирование структур данных 30
2.2.1 Логическая модель данных 31
2.2.2 Физическая модель данных 32
2.3 Проектирование программных средств 33
2.3.1 Диаграмма классов для мобильного приложения «BioCell» 34
2.3.2 Диаграмма состояний для серверной части мобильного
приложения «BioCell» 37
2.3.3 Диаграмма деятельности для серверной части мобильного
приложения «BioCell» 38
2.3.4 Диаграмма последовательности для серверной части мобильного
приложения «BioCell» 40
2.3.5 Диаграмма кооперации для мобильного приложения «BioCell» 41
2.4 Проектирование пользовательского интерфейса 42
3 Реализация программного обеспечения 48
3.1 Реализация структуры данных 48
3.2 Реализация пользовательского интерфейса 52
3.3 Реализация программных средств 55
3.3.1 Диаграмма компонентов мобильного приложения для изучения
структуры растительных клеток 55
3.3.2 Диаграмма развертывания для мобильного приложения «BioCell»... 57
4 Тестирование программного обеспечения 59
4.1 Структурное тестирование 59
4.1.1 Метод покрытия операторов 61
4.1.2 Метод покрытия условий 62
4.1.3 Метод покрытия маршрутов 63
4.2 Качественный анализ кода 64
4.2.1 SLOC-метрика 64
4.2.2 Метрика Холстеда 65
4.2.3 Цикломатическая метрика Мак-Кейба 67
5 Планирование и расчет бюджета разрабатываемой системы 69
Заключение 76
Список использованных источников 77
Приложение А.Глоссарий 79
Приложение Б. Листинг скрипта созданной базы данных
на языке Pc^lgi'eSQ!. 81
Приложение В. Kbcnbyu серверной части на языке JAVA 87
Приложение Г. Результаты тестирования 96
Приложение Д. Акт о результатах внедрения 99
В современном обществе растет роль мобильных приложений, и сфера образования не является исключением. С каждым годом появляется все больше новых развитых технологий, одной из которых является дополненная реальность. Дополненная реальность (AR/ augmented re ality) - это технология, с помощью которой виртуальные объекты становятся частью реальной окружающей картины мира с помощью каких-либо устройств (смартфоны, планшеты, эмуляторы и т.п.) и специального программного обеспечения [1].
Одними из ведущих ученых в области изучения дополненной реальности являются С. Джохима, Х. Кауфманн, Л.Л. Лопез, Б. Мейер, Т. Нослони. В их работах описываются преимущества использования средств дополненной реальности в образовании, а также предлагаются учебные задания, связанные с применением данной технологии в образовательном процессе.
Использование технологии дополненной реальности в образовании позволяет обеспечить каждого обучающегося индивидуальной программой обучения и личным творческим пространством, выводя тем самым учебный процесс на более высокий уровень. Благодаря своей наглядности и интерактивности технология дополненной реальности становится все более востребованной. Вместе с этим возрастает потребность в качественном программном продукте, способном реализовать ее потенциал в полной мере.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка серверной части мобильного приложения с дополненной реальностью для изучения структуры растительных клеток, предназначенного для использования в образовательных учреждениях на уроках биологии.
Данная работа направлена на создание приложения для изучения структуры растительной клетки на уроках биологии с применением технологии дополненной реальности «BioCell», в котором любой ученик сможет посмотреть структуры модели клеток, узнать об их органеллах и наблюдать процессы, протекающие в них.
Применение такого приложения в учебном процессе даст возможность превратить скучный процесс обучения биологии в увлекательную игру с возможностью «прикоснуться» к клеткам и органеллам.
Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена высокой востребованностью в системе образования технологии дополненной реальности с одной стороны, и ограниченной функциональностью большинства мобильных приложений,
поддерживающих данную технологию, с другой.
Для достижения указанной цели выпускной квалификационной работы были поставлены следующие задачи:
- проведение анализа предметной области и существующих мобильных приложениях аналогичного назначения;
- постановка задачи на разработку мобильного приложения с дополненной реальностью для изучения структуры растительных клеток
- определение требований к разрабатываемому мобильному приложению;
- выполнение функционального моделирования приложения;
- проектирование серверной части мобильного приложения с дополненной реальностью для изучения структуры растительных клеток;
- реализация системы;
- тестирование мобильного приложения с дополненной реальностью для изучения структуры растительных клеток.
Таким образом, применение данного мобильного приложения в учебном процессе будет способствовать повышению дидактической эффективности обучения.
Разработанные программные средства будут внедрены в международную образовательную платформу Experiment.
В рамках выпускной квалификационной работы разработаны программные средства мобильного приложения с дополненной реальностью для изучения структуры растительных клеток.
Проведено функциональное моделирование в нотации IDEF0 и, при помощи нотации IDEF1X проведено проектирование структур данных.
Разработанное приложение имеет клиент-серверную архитектуру. Для клиентской части используется среда программирования Android Studio, а серверная часть с помощью декларированного языка PostgreSQL и ПО Net Beans IDE.
На этапе анализа качества программного обеспечения проведено структурное тестирование и определены метрики для разрабатываемого программного кода. На основе анализа результатов тестирования можно сделать вывод, что мобильное приложение с дополненной реальностью для изучения структуры растительных клеток функционирует корректно.
В ходе выполнения работы произведено планирование и оценка бюджета программных средств в среде Microsoft Office Project. На основании определенных задач и ресурсов проекта построена диаграмма Ганта. Срок выполнения проекта составил 45 дней, а бюджет - 56 900 рублей. Анализ сроков и бюджета свидетельствует о том, что разработка данного проекта является экономически выгодной.
В ходе реализации выполнены все намеченные в начале задачи. Разработка и написание работы были закончены в установленные сроки.
Таким образом, был разработан программный продукт, отвечающий всем требованиям технического задания. В отличии от аналогов, данное приложение позволяет автоматизировать контроль знаний за счет наличия подсистемы тестирования, что способствует повышению дидактической эффективности процесса обучения. Разработанные программные средства внедрены в международную образовательную платформу Experiment.
