Создание программного обеспечения

Вступ

 

 

Навчання - дуже важливий процес в сучасному суспільстві. Від того наскільки якісно і ефективно  воно буде здійснюватися залежить добробут народу. У нинішній складній економічній  ситуації вкрай необхідний приплив  нових добре підготовлених кадрів у всі сфери народного господарства. Необхідно швидке впровадження всіх досягнень науки і техніки у виробництво-Відродження вітчизняного виробництва - запорука економічного підйому, зростання соціального добробуту народу.

Комп'ютер - один з головних винаходів  століття. В останнє десятиліття він став невід'ємною частиною життя людини. Комп'ютер застосовують в самих різних галузях життєдіяльності починаючи з рішення найпростіших математичних задач, моделювання різних процесів, застосування в банківській справі, медицині, освіті, видавничій справі, використання комп'ютера для управління різною технікою, зокрема, автомобілем, літаком, космічним кораблем до використання в побуті, іграх.

Ідея навчання за допомогою комп'ютера  народилася давно. Пов'язана вона була з видимістю людиноподібної поведінки комп'ютера, його здатності вести осмислений діалог з людиною. Перші спроби впровадити комп'ютер У навчання були зроблені ще в 50-х роках, коли в якості пристрою введення / виведення використовувався телеграфний апарат. Протягом наступних 60-років ведуться безперервні інтенсивні дослідження в цій області. За цей час комп'ютерна техніка змінилася, стала більш досконалою, з'явилися персональні комп'ютери, мікрокомп'ютери. Розроблено програмне забезпечення, що забезпечує досить широке використовувати технічні можливості комп'ютера. Зниження вартості комп'ютерної техніки дозволило впровадити її в освітніх установах. Тепер комп'ютери пішли в школи, інститути і в кількісному вираженні Комп'ютеризація освіти йде високими темпами: в окремих країнах число шкільних комп'ютері складає вже десятки і сотні тисяч. Однак, навчання за допомогою комп'ютера залишається малоефективним. Основна причина полягає в тому, що розробники автоматизованих навчальних систем переслідують мету комп'ютерізаціі навчання заради самої комп'ютеризацію!. Мало уваги приділяється дидактиці.

Можливості застосування комп'ютера в навчальному процесі, вельми різноманітні. Він може служити  для моделювання досліджуваних  явищ або систем, для реалізації навчальних ігор, застосовуватися для виконання обчислень, для редагування текстів, в якості різного роду тренажерів, як інструмент автоматизації проектування, програмованого управління експериментами, як інформаційно-пошукова або експертна система і нарешті як засіб практичного навчання самої комп'ютерної техніки та програмування. В даний час вже створено безліч засобів навчання за допомогою комп'ютера. Їх можна кваліфікувати наступним чином: комп'ютерні підручники, наочно-орієнтовані середовища (мікросвіти, що моделюють програми, навчальні пакети), лабораторні практикуми тренажери, контролюючі програми. Комп'ютери міцно увійшли в навчальний процес Краматорського Машинобудівного коледжу ДДМА. Комп'ютер тут служить не тільки як предмет вивчення, а й засобом навчання. Вже впроваджені і застосовуються ряд комп'ютерних програм для навчання та контролю, зокрема контролюючі програми, що моделюють з елементами контролю з таких предметів як «Охорона праці», «Економіка і планування виробництва», «Схемотехніка», «Кодування інформації» та ін.. Однак, потреби коледжу в комп'ютерних навчальних програмах не задоволені. Саме тому темою даної дипломної розробки стала програма для навчання мови С\С++. До необхідної програми пред'являлися абсолютно конкретні спеціальні вимоги. Перед розробником було поставлено завдання створення програми для навчання з елементами контролю, що дає можливість повторного вивчення матеріалу, пояснювальним помилки кого навчають студенту. Програма має включати в себе відповідний методичний матеріал по заданій темі, підібрати та оформити який належало також розробнику. Саме така програма була створена. Програма має назву «Навчаюча програма», містить теоретичний матеріал по заданій темі, контрольні питання з варіантами відповідей.

 

1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1 Аналіз предметної  області навчаюча програма

1.1.1 Аналіз інформаційного забезпечення

 

 

Програмні технології сьогодні успішно застосовуються в різних видах діяльності. У тому числі  і в навчанні. Такі технології застосовуються для передачі учневі навчального  матеріалу і контролю ступеня його засвоєння даного матеріалу.

В даний час існує  величезна безліч різних автоматизованих  навчальних систем, які охоплюють  різні предметні області, і покликані  вирішувати завдання навчання на різних етапах життя людини - від початкових класів середньої школи до процесу навчання у вищих навчальних закладах. Але на жаль деякі програми мають вкрай обмежені функціональні можливості і не дозволяють повною мірою засвоїти учнем підносили матеріал, а в деяких випадках взагалі дискредитують саму ідею АОС на базі персональних ЕОМ. У зв'язку з цим важливою є взаємодія різних програм між собою, оскільки від цього залежить якість роботи.

Відомо, що будь-яка програма являє собою набір алгоритмів (компонентів), які взаємодії між  собою вирішують поставлене завдання. При цьому програма буде програмною системою, якщо вона являє собою сукупність взаємопов'язаних компонентів, кожен з яких виконує цілком певні функції. У загальному випадку будь-яка навчальна програма може вважатися програмною системою, так як в ній обов'язково присутня компонента інтерфейсу користувача, і компонента, що реалізує запропоновану методику. Автоматизованої навчальної системою буде будь-яка АОС, так як згідно, ряд завдань, наприклад відображення інформації або аналіз правильної відповіді, виконуються без участі людини. Кожна АОС має певну структуру на основі групи елементів із зазначенням зв'язків між ними і дає уявлення про систему в цілому. Тому структура системи може бути охарактеризована за наявними в ній типам зв'язків.

На основі проведеного аналізу можна зробити висновок, що кожна навчальна система має чітко виражену структуру. У системі освіти розвинених країн тестовий контроль є складовою частиною, компонентом процесу навчання органічно пов'язаним з вивченням програмного матеріалу, його осмисленням, закріпленням і застосуванням, формуванням навичок і вмінь. У нашій країні комплексне застосування педагогічного тестування в системі СПО проводиться тільки в деяких передових технікумах і коледжах.

Аналізуючи теоретичні дослідження вітчизняних і зарубіжних вчених, а також практику масового тестування, можна стверджувати, що педагогічні тести, що відповідають високим критеріям якості, мають безсумнівні переваги перед традиційними суб'єктивними формами контролю рівня навченості студентів. Надійний і пройшов стандартизацію педагогічний тест повністю відповідає вимогам до технології контролю знань, умінь навичок студентів на всіх етапах навчання.

1.1.2 Постановка задачі

 

 

Технічне завдання даної  дипломної роботи вимагає розробити  програму для навчання та закріплення знань у галузі , призначену для студентів Машинобудівного коледжу Донбаської державної машинобудівної академії. Програма повинна відповідати наступним вимогам:

1 Містити 3 теми для вивчення:

• алгоритмізація;
• основи мови С\С++;
• основні мовні концепції.

2 Представляти досліджуваний матеріал наочно, супроводжуючи текст необхідними ілюстраціями.

3 Передбачати можливість повторення вивченого матеріалу.

4 Передбачати можливість контролю набутих знань.

5 Програма повинна бути написана на мові програмування Pascal.

 

 

1.1.3 Аналіз існуючих програмних продуктів

 

 

Програмне забезпечення - це повний набір засобів створення, модифікації і відтворення мультимедіа  продуктів, призначених для супроводу  лекційних курсів. Програми забезпечення виконано в системі Delpi і складається з трьох основних програм:

1 Програма «Планувальник лекцій». Виконує функції створений * налаштування та модифікації мультимедіа продуктів, вставки в продукт нових і вилучення застарілих матеріалів, перегляд матеріалів, планування сценарієм для лекційної роботи. У режимі розмітки відеофрагментів виконує повний набір функцій управління відеоапаратурою та забезпечує розмітку вибраного відео сюжету.

2 Програма «Ассистент». Призначена для надання демонстраційного лекційного матеріалу в процесі лекцій. Матеріал вибирається у відповідності зі сценарієм.

3 Програма «Демонстратор анімації». Дана програма здійснюється демонстрацію анімаційних сюжетів у стандарті FLI аніматора Autodesk Animator і організовує управління анімацією в ході виконання. Можлива призупинення відтворення. Для пояснення подається матеріалу використовується «указка» - графічний курсор, керований маніпулятором «миша».

Сценарій лекцій складається  методистами - професійними лекторами - стосовно до конкретної тематики лекцій з урахуванням підготовки аудиторії.

Всі описані вище навчальні  засоби і методи мають спільну  мету - максимально можливе використання комп'ютера в процесі навчання. Однак, вони не вирішують завдання, поставлене перед розробником теми даної дипломної роботи. Пошуки найбільш раціонального вирішення питання застосування ЕОМ у навчанні йдуть і зараз. Розробка даної дипломної роботи - це ще одна спроба використовувати комп'ютер як засіб навчання.

 

 

1.1.4 Визначення основних термінів навчаючої програми

 

 

У таблиці 1.1 наведені терміни, що описують предметну область управління проектами.

 

Таблиця 1.1 - Глосарій термінів навчаючої програми

 

№	Термін	Визначення терміна
1	Оцінка	Отримання чи якого балу за свої знання
2	Студент	Студенти Машинобудівного  коледжу ДДМА
3	Рейтинг	Індивідуальний числовий показник оцінки досягнень людини (студента) у сфері знань дисципліни
4	Тест	Завдання, випробування стандартної форми, за результатами виконання яких можна судити про  здатність, схильності і т.п. кого-небудь до чого-небудь, а також про знання, уміння випробуваного
5	Тестові завдання	Набір завдань у вигляді  тестів, на які потрібно дати правильну  відповідь
6	Контроль знань і  умінь	Виявлення досягнень, успіхів  учнів, у вказівці шляхів вдосконалення, поглиблення знань, умінь, з тим, щоб створювалися умови для подальшого включення учнів в активну творчу діяльність
7	Валідність тесту	Адекватність тесту

 

 

1.2 Розробка SADT-діаграми для навчаючої програми

1.2.1 Виділення та опис бізнес-процесів навчаючої програми

 

 

Бізнес-процес - це набір певних методів і процедур, наявних у будь-якого підприємства, завдяки яким це підприємство функціонує.

Виділення меж тестування знань студентів дозволяють визначити зовнішній інтерфейс автоматизованої системи та специфікувати зовнішній і внутрішній документообіг системи.

Входи і постачальники навчаючої програми студентів Машинобудівного коледжу ДДМА наведені в таблиці 1.2, а виходи і споживачі навчаючої програми наведено в таблиці 1.3.

Що стосується умов початку і завершення бізнес-процесу, вони представлені в таблиці 1.4.

 

Таблиця 1.2 - Входи бізнес-процесу навчаючої програми

 

№ п/п	Постачальник	Вхід	Документ (Форма) / ТУ для  продукту
1	Студент МК ДДМА	Особисті дані	Наказ про  контингент студентів МК ДДМА

 

Таблиця 1.3 - Виходи і споживачі навчаючої програми

 

№ п/п	Споживач управління проектами	Вихід	Документ (Форма) / ТУ для  продукта
1	Викладач МК ДДМА	Результат тестування	Положення про критерії оцінювання студентів МК ДДМА
2	Студент МК ДДМА	Результат тестування	Положення про критерії оцінювання студентів МК ДДМА

 

Таблиця 1.4 - Умови початку і завершення тестування знань студентів

 

№	Найменування події	Опис події
1	Початок бізнес-процесу: запит про проект (тестування знань  студентів)	Розробка планування проекту. Визначаються завдання, які  необхідно виконати для реалізації проекту, а також їх виконавці та терміни виконання
2	Кінець бізнес-процесу: виконаний проект.	Перегляд звіту, за допомогою  якого буде виконуватися контроль виконанні  проекту

 

 

1.2.1.1 Діяльність з управління бізнес-процесу роботи навчаючої програми

 

 

Власником бізнес-процесу  є викладач Машинобудівного коледжу  Донбаської державної машинобудівної академії. Викладач приймає рішення  і виконує дії з управління бізнес-процесу:

• взаємозв'язок з усіма учасниками бізнес-процесу:
• інформація про студентів МК ДДМА;
• робота з навчальною частиною коледжу;
• встановлення цільових показників для бізнес-процесу та відповідність цих цільових показників з цілями коледжу;
• регулярно виконує аналіз ходу бізнес-процесу.

 У рамках цього  обов'язку викладач контролює рух студентів по контингенту.

 

 

1.2.1.2 Загальний опис бізнес-процесу

 

 

Розглянутий бізнес-процес тестування знань студентів можна  розділити на такі частини:

1 Підготовка бізнес-процесу  включає в себе підготовку теоретичного матеріалу та списку тестів.

2 Безпосереднє проведення  тестування.

3 Обробка результатів  тестування.