МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ

MODELING COMPUTER TRAINING SYSTEM

Natal'ya Vishtak

docent and Candidate of Technical Sciences of the Balakovo Institute of Engineering and Technology of the National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute),

Russia, Balakovo

Yuriy Rotanov

student of the Balakovo Institute of Engineering and Technology of the NationalResearch Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute),

Russia, Balakovo

АННОТАЦИЯ

Показана значимость компьютерных обучающих систем. Приведено описание процесса моделирования компьютерной обучающей системы с использованием объектно-ориентированного подхода.

ABSTRACT

The importance of computer-based training systems. The description of the modeling process, the computer training system using an object-oriented approach.

Ключевые слова: компьютерная обучающая система; проектирование; объектно-ориентированный подход.

Keywords: Training system; testing; design; UML-diagrams.

Компьютерные обучающие системы обладают огромными средствами в сфере современного образования [1]. На сегодняшний день они обеспечивают поддержку учебного процесса наравне с традиционными учебно-методическими средствами. Однако, по сравнению с традиционными учебно-методическими средствами обучающие системы обладают рядом преимуществ, включая в себя функциональные возможности, а также возможность ведения более качественного образовательного процесса.

Обучающие системы позволяют использовать весь огромный потенциал дидактических возможностей [2]. Говоря о важности компьютерных обучающих систем, необходимо выделить все ее преимущества и недостатки, по сравнению с традиционными методами обучения. Несомненными достоинствами являются возможность обучения пользователя правильной и эффективной эксплуатации компьютера и компьютерных технологий; возможность размещения всех учебных материалов в одном месте и удобное переключение между ними; возможность создания учебных материалов в виде таблиц, графиков, видео и обеспечение возможности копирования и печати данных материалов; возможность тиражирования и обеспечения доступности учебных материалов, в отличии от дорогих учебных книг или методических пособий, которые могут не иметься в библиотеке; возможность самоконтроля и оперативного получения консультаций для обучаемых.

Однако, следует отметить и такие недостатки, как сложность восприятия больших объемов текстового материала с экрана дисплея; отсутствие непосредственного и регулярного контроля учебной деятельности со стороны преподавателя.

При разработке любой компьютерной системы важным этапом является процесс моделирования данной системы [3; 4]. Процесс моделирования информационной системы может иметь два основных подхода – структурный и объектно-ориентированный.

Сущность структурного подхода заключается в разбиении системы на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны.

Объектно-ориентированный подход может использовать 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.

Наиболее оптимальным является использование объектно-ориентированного подхода, которому присущи следующие преимущества: наследование и полиморфизм обеспечивают возможность системы эволюционировать. При помощи потомков базовых классов определять новые возможности; согласованность моделей деятельности организации и моделей проектируемой системы от стадии формирования требований до стадии реализации, которое выполняется благодаря возможности применения абстрагирования, модульности, полиморфизма на всех стадиях разработки; большинство существующих методов объектно-ориентированного анализа и проектирования включают как язык моделирования, так и описание процесса моделирования.

Компьютерную обучающую систему представляем в виде клиент-серверного приложения, чтобы полностью снизить нагрузку на компьютер пользователя и в полной мере использовать возможности объектно-ориентированного подхода. При проектировании компьютерной обучающей системы используем UML-диаграммы. Диаграммы вариантов использования нужны для описания процессов взаимодействия внутренних объектов системы внутри системы. Данные диаграммы отображают процесс функционирования системы с точки зрения внешнего пользователя.

Рисунок 1. Диаграмма вариантов использования

На данной диаграмме есть 3 актера, выполняющие определенные роли. Обучающийся имеет возможность авторизации в приложении, просмотра лекций и прохождения теста. Преподавателю после авторизации предоставляются права преподавателя, которые дают ему возможность добавления новых обучающихся и управлять курсами обучения, то есть возможность добавления и редактирования лекций и тестов. Далее представлены диаграммы последовательности, которые отражают некоторые сценарии работы программы.

Рисунок 2. Диаграмма последовательности сценария просмотра лекций

Обучающийся по сценарию выбирает на интерфейсе программы панель для чтения лекций, где ему предоставляется список лекций, к которым клиент имеет доступ. После выбора определенной лекции, сервер программы предоставляет клиенту информацию, содержащуюся в выбранной лекции.

Рисунок 3. Диаграмма последовательности сценария прохождения тестов

На данной диаграмме обучающийся по сценарию выбирает на интерфейсе программы панель для прохождения тестов, где ему предоставляются тесты, учитывая пройденный материал. После завершения решения тестов, результаты решения отправляются на проверку на сервер. После проверки сервер предоставляет отчет по пройденному тесту обучающемуся.

Далее на рисунке 5 представлена диаграмма состояний, которая отражает спецификацию поведения классов.

Рисунок 4. Диаграмма состояний

На диаграмме состояний показана последовательность действий обучающегося для решения тестов и просмотра результатов. Во-первых, клиент должен пройти процедуру авторизации. В случае совпадения введенных для авторизации с данными, хранящимися в базе данных, то клиенту будет доступен функционал приложения, иначе приложение попросит заново ввести данные для авторизации. Далее после авторизации клиент делает запрос на получение тестов. Если не произойдет никакой ошибки, то сервер предоставляет обучающемуся тест. После прохождения теста обучающийся завершает тест и результаты решения отправляются на проверку серверу. После проверки сервер предоставляет отчет о решенном тексте.

Таким образом, используя средства объектно-ориентированного подхода к разработке систем, проводится моделирование компьютерной обучающейся системы, которое позволит оптимизировать процесс создания.

Список литературы:

1. Антонова А.В. Информационные технологии как базовый компонент инноваций в образовании / А.В. Антонова, Н.М. Виштак // Преподаватель XXI век. – 2010. Т. 1. № 3. С. 22–25.
2. Виштак Н.М. Программная реализация интерактивной компьютерной обучающей системы для подготовки персонала атомных станций / Н.М. Виштак, Д.А. Фролов, А.А. Милосердов // Молодой ученый. – 2015. № 22–5 (102). С. 26–28.
3. Виштак О.В. Комплексный подход к созданию электронных образовательных ресурсов / О.В. Виштак, Д.В. Кондратов // Universum: психология и образование. – 2014. № 2 (3). С. 7.
4. Штырова И.А. Разработка объектно-ориентированной модели образовательного интерактивного приложения / И.А. Штырова, Ю.А. Бызова // Молодой ученый. – 2015. № 14–2. С. 39–42.