Реализация подсистемы работы с граф-планами для проекта UniCST
|
ГЛОССАРИЙ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1. АНАЛИЗ СИСТЕМЫ UniCST 10
1.1. Иерархическая структура UniCST 10
1.2. Основные модули системы UniCST 11
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ 13
2.1. Требования к системе 13
2.2. Обзор существующих решений 13
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДСИСТЕМЫ РАБОТЫ С ГРАФ-ПЛАНАМИ ... 18
3.1. Модульная структура программы 18
3.2. Модель прецедентов 20
3.3. Проектирование интерфейса 20
3.4. Проектирование БД редактора граф-планов 22
4. РЕАЛИЗАЦИЯ ПОДСИСТЕМЫ РАБОТЫ С ГРАФ-ПЛАНАМИ 23
4.1. Инструменты, используемые при реализации 23
4.2. Диаграмма классов приложения 23
4.3. Файловая структура приложения 25
4.4. Реализация клиентской части подсистемы 27
4.5. Реализация серверной части подсистемы 28
5. ТЕСТИРОВАНИЕ ПОДСИСТЕМЫ РАБОТЫ С ГРАФ-ПЛАНАМИ 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 35
ПРИЛОЖЕНИЯ 37
Приложение 1 37
Приложение 2 38
Приложение 3
ВВЕДЕНИЕ 6
1. АНАЛИЗ СИСТЕМЫ UniCST 10
1.1. Иерархическая структура UniCST 10
1.2. Основные модули системы UniCST 11
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ 13
2.1. Требования к системе 13
2.2. Обзор существующих решений 13
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДСИСТЕМЫ РАБОТЫ С ГРАФ-ПЛАНАМИ ... 18
3.1. Модульная структура программы 18
3.2. Модель прецедентов 20
3.3. Проектирование интерфейса 20
3.4. Проектирование БД редактора граф-планов 22
4. РЕАЛИЗАЦИЯ ПОДСИСТЕМЫ РАБОТЫ С ГРАФ-ПЛАНАМИ 23
4.1. Инструменты, используемые при реализации 23
4.2. Диаграмма классов приложения 23
4.3. Файловая структура приложения 25
4.4. Реализация клиентской части подсистемы 27
4.5. Реализация серверной части подсистемы 28
5. ТЕСТИРОВАНИЕ ПОДСИСТЕМЫ РАБОТЫ С ГРАФ-ПЛАНАМИ 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 35
ПРИЛОЖЕНИЯ 37
Приложение 1 37
Приложение 2 38
Приложение 3
В настоящее время в системе образования наблюдается активная информатизация и ярко выраженный переход к электронным обучающим курсам. Большое количество интернет-ресурсов предлагают онлайн-курсы по различным предметам. Данный подход очень удобен, т.к. обучаемый может изучать предмет в любом месте и в любое время. Необходим лишь доступ к интернету.
Существует огромное множество порталов, занимающихся обучением через Интернет, например:http://www.intuit.ru/ [5],http://www.eoi.ru/ [2]. От-дельно стоит отметить массовые открытые онлайн-курсы МООК [23], которые являются одной из самых популярных и перспективных тенденций в мировом образовании на сегодняшний день. МООК дают возможность совершенно бесплатно изучить любой предмет или дисциплину в удобное время и в комфортном темпе. Курсы предоставлены ведущими высшими учебными заведениями мира. МООК идентичны тем курсам, которые читаются университетскими преподавателями своим собственным студентам, они записаны на видео и выложены в интернет для открытого и бесплатного доступа.
Основным международным стандартом, определяющим структуру и представление элементов контента электронных учебных курсов, является SCORM [24] (Sharable Content Object Reference Model, «образцовая модель объекта содержимого для совместного использования»). Он обеспечивает возможность переноса элементов контента из одного электронного учебного курса в другой на физическом уровне. Однако на сегодняшний день отсутствуют стандарты, определяющие принципы формирования дидактической структуры ЭУК. Таким образом возникла задача стандартизации дидактической структуры ЭУК, а также создания программной модели для удобной работы с ней [17].
Учитывая необходимость решения данной задачи, на кафедре системного программирования факультета Вычислительной математики и информатики ведется работа над созданием системы UniCST. Система UniCST реализует структурно-иерархическую модель, охватывающую воедино информационную среду обучения. Она включает в себя:
• «Редактор профилей пользователей»;
• «Редактор энциклопедий»;
• «Редактор стандартов»;
• «Редактор курсов»;
• «Тьютор».
«Редактор профилей пользователей» позволяет создавать и редактировать учетные записи пользователей системы UniCST.
«Редактор энциклопедий» позволяет создавать, хранить и модифицировать электронные учебные энциклопедии (ЭУЭ).
«Редактор стандартов» позволяет создавать, хранить и модифицировать государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования.
«Редактор курсов» позволяет создавать, хранить и модифицировать электронные учебные курсы (ЭУК).
Подсистема «Тьютор» предназначена для осуществления процесса обучения и контроля приобретенных знаний.
Структурно-иерархический подход позволяет вырезать из граф-плана курса определенный фрагмент и перенести его в другой курс, сохранив при этом дидактическую структуру его поддерева. Однако в системе отсутствует возможность визуального представления дерева курса системы отдельными частями или целиком. Отсутствие удобной визуализации граф-плана сильно затрудняет работу с системой. Вместе с этим, система может иметь достаточно большой набор данных, которые необходимо анализировать и изменять.
Таким образом является целесообразным реализация визуализации древовидной структуры граф-плана системы UniCST. Это позволит значительно упростить работу с системой.
Цель работы
Целью данной работы является создание подсистемы для работы с граф-планами UniCST в виде древовидной структуры с возможностью перемещать, разворачивать, редактировать и удалять различные вершины граф-плана.
Для достижения цели требуется решить следующие задачи:
• провести анализ системы UniCST;
• провести анализ средств визуализации древовидной структуры;
• провести проектирование подсистемы;
• реализовать подсистему;
• произвести тестирование разработанной подсистемы на тестовой базе данных;
• реализовать возможность простой интеграции созданного продукта в систему UniCST.
Структура работы
Работа состоит из введения, 5 основных разделов, заключения, библиографии и 3 приложений, в которых приводятся таблицы базы данных, мате-риалы тестирования и листинги некоторых функций приложения. Объем работы без приложений составляет 34 страниц, обьем приложений - 17 страниц, объем библиографии - 24 наименования.
Содержание работы
В первом разделе работы, «Анализ системы UniCST», представлен общий обзор системы, для которой нами будет разработан программный продукт. Раздел включает в себя анализ иерархической структуры системы и ее основных модулей.
Во втором разделе, «Постановка задачи и анализ предметной области», содержится обзор существующих решений и постановка требований к программному продукту.
Третий раздел, «Проектирование подсистемы», описывает процесс проектирования системы.
Четвертый раздел, «Реализация подсистемы», описывает реализацию разработки подсистемы работы с граф-планами для системы электронного обучения UniCST.
Пятый раздел, «Тестирование», содержит результаты тестирования разработанной подсистемы на локальном сервере.
В заключении суммируются основные результаты работы.
Существует огромное множество порталов, занимающихся обучением через Интернет, например:http://www.intuit.ru/ [5],http://www.eoi.ru/ [2]. От-дельно стоит отметить массовые открытые онлайн-курсы МООК [23], которые являются одной из самых популярных и перспективных тенденций в мировом образовании на сегодняшний день. МООК дают возможность совершенно бесплатно изучить любой предмет или дисциплину в удобное время и в комфортном темпе. Курсы предоставлены ведущими высшими учебными заведениями мира. МООК идентичны тем курсам, которые читаются университетскими преподавателями своим собственным студентам, они записаны на видео и выложены в интернет для открытого и бесплатного доступа.
Основным международным стандартом, определяющим структуру и представление элементов контента электронных учебных курсов, является SCORM [24] (Sharable Content Object Reference Model, «образцовая модель объекта содержимого для совместного использования»). Он обеспечивает возможность переноса элементов контента из одного электронного учебного курса в другой на физическом уровне. Однако на сегодняшний день отсутствуют стандарты, определяющие принципы формирования дидактической структуры ЭУК. Таким образом возникла задача стандартизации дидактической структуры ЭУК, а также создания программной модели для удобной работы с ней [17].
Учитывая необходимость решения данной задачи, на кафедре системного программирования факультета Вычислительной математики и информатики ведется работа над созданием системы UniCST. Система UniCST реализует структурно-иерархическую модель, охватывающую воедино информационную среду обучения. Она включает в себя:
• «Редактор профилей пользователей»;
• «Редактор энциклопедий»;
• «Редактор стандартов»;
• «Редактор курсов»;
• «Тьютор».
«Редактор профилей пользователей» позволяет создавать и редактировать учетные записи пользователей системы UniCST.
«Редактор энциклопедий» позволяет создавать, хранить и модифицировать электронные учебные энциклопедии (ЭУЭ).
«Редактор стандартов» позволяет создавать, хранить и модифицировать государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования.
«Редактор курсов» позволяет создавать, хранить и модифицировать электронные учебные курсы (ЭУК).
Подсистема «Тьютор» предназначена для осуществления процесса обучения и контроля приобретенных знаний.
Структурно-иерархический подход позволяет вырезать из граф-плана курса определенный фрагмент и перенести его в другой курс, сохранив при этом дидактическую структуру его поддерева. Однако в системе отсутствует возможность визуального представления дерева курса системы отдельными частями или целиком. Отсутствие удобной визуализации граф-плана сильно затрудняет работу с системой. Вместе с этим, система может иметь достаточно большой набор данных, которые необходимо анализировать и изменять.
Таким образом является целесообразным реализация визуализации древовидной структуры граф-плана системы UniCST. Это позволит значительно упростить работу с системой.
Цель работы
Целью данной работы является создание подсистемы для работы с граф-планами UniCST в виде древовидной структуры с возможностью перемещать, разворачивать, редактировать и удалять различные вершины граф-плана.
Для достижения цели требуется решить следующие задачи:
• провести анализ системы UniCST;
• провести анализ средств визуализации древовидной структуры;
• провести проектирование подсистемы;
• реализовать подсистему;
• произвести тестирование разработанной подсистемы на тестовой базе данных;
• реализовать возможность простой интеграции созданного продукта в систему UniCST.
Структура работы
Работа состоит из введения, 5 основных разделов, заключения, библиографии и 3 приложений, в которых приводятся таблицы базы данных, мате-риалы тестирования и листинги некоторых функций приложения. Объем работы без приложений составляет 34 страниц, обьем приложений - 17 страниц, объем библиографии - 24 наименования.
Содержание работы
В первом разделе работы, «Анализ системы UniCST», представлен общий обзор системы, для которой нами будет разработан программный продукт. Раздел включает в себя анализ иерархической структуры системы и ее основных модулей.
Во втором разделе, «Постановка задачи и анализ предметной области», содержится обзор существующих решений и постановка требований к программному продукту.
Третий раздел, «Проектирование подсистемы», описывает процесс проектирования системы.
Четвертый раздел, «Реализация подсистемы», описывает реализацию разработки подсистемы работы с граф-планами для системы электронного обучения UniCST.
Пятый раздел, «Тестирование», содержит результаты тестирования разработанной подсистемы на локальном сервере.
В заключении суммируются основные результаты работы.
Целью данной работы являлось создание подсистемы работы с граф-планами UniCST. В ходе выполнения данной работы были получены следующие основные результаты:
• проведен анализ системы UniCST;
• проведен анализ предметной области и обзор существующих решений;
• проведено проектирование подсистемы;
• выполнена реализация подсистемы;
• выполнено тестирование подсистемы.
Все поставленные задачи были решены.
В перспективе планируется реализация следующих возможностей:
• расширение интерфейса пользователя;
• реализация нового внешнего вида граф-плана в виде выпадающего списка тем и возможности изменения в интерфейсе некоторых параметров внешнего вида визуализации, таких как: внешний вид вершин, радиус вершин, цвет вершин и другие;
• визуализация других компонентов системы UniCST.
• проведен анализ системы UniCST;
• проведен анализ предметной области и обзор существующих решений;
• проведено проектирование подсистемы;
• выполнена реализация подсистемы;
• выполнено тестирование подсистемы.
Все поставленные задачи были решены.
В перспективе планируется реализация следующих возможностей:
• расширение интерфейса пользователя;
• реализация нового внешнего вида граф-плана в виде выпадающего списка тем и возможности изменения в интерфейсе некоторых параметров внешнего вида визуализации, таких как: внешний вид вершин, радиус вершин, цвет вершин и другие;
• визуализация других компонентов системы UniCST.