Проектирование электронного курса Введение в визуальное моделирование на языке UML на базе LMS Moodle. Реферат выпускная квалификационная работа по теме Проектирование электронного курса Введение в визуальное моделирование на языке uml
 Скачать 2.44 Mb.
|
|
2.3 Структура курса При открытии курса внимание пользователя обращено, в первую очередь, на реализованную диаграмму вариантов использования, демонстрирующую концептуальную модель разработанного ресурса. Ниже имеются модули (элементы) «Новости» и форум «Вопросы по диаграммам UML (здесь вы можете задать интересующие вас вопросы)» – рис. 11. Рисунок 11 – Заголовок-описание курса в виде UML-диаграммы Курс состоит из пяти основных разделов, для удобства рассмотрим каждый по отдельности. 1. Раздел «Введение в UML». Содержит в себе веб-страницу «Что такое UML?», дающую краткое определение языку UML. Текстовую страницу «Хотите узнать больше?», позволяющую в кратком формате освоить основы языка UML. В том числе, 30 имеется глоссарий «Основные понятия» содержащий 22 понятия по данному разделу. В конце раздела «Введение» имеется тест «Проверим ваши знания?» для проверки усвоенного материала (рис. 12). Рисунок 12 – Раздел «Введение» 2. Раздел «Диаграммы UML решают следующие вопросы». Это самый объемный раздел курса. Разбит он в соответствии с вопросами, которые решают те или иные диаграммы. Первая часть раздела под названием «Структура информационной системы может быть описана с помощью диаграмм» рассматривает диаграммы, описывающие структуру, такие как диаграммы «классов (и пакетов)», «компонент». Информация о данных диаграммах представлена в виде лекций: «Как отобразить классы, их свойства и отношения? А также иерархическую структуру (пакеты)?» и «Как отобразить структуру и взаимосвязь между компонентами?» соответственно. Материал для изучения диаграмм «развертывания», также входящих в класс структурных диаграмм, представлен в виде текстовой страницы «Хотите рассмотреть развертывание артефактов в узлы?». К каждой из рассмотренных трех диаграмм, имеется презентация с примерами. В конце этой части имеется глоссарий «Основные понятия» с 21 понятием по данной части раздела, а также тест «Проверим ваши знания?» – рис. 13. 31 Рисунок 13 – Первая часть раздела «Диаграммы UML решают следующие вопросы» Вторая часть данного раздела «Для описания поведения системы используются две группы» рассматривает диаграммы для описания поведения системы, которые в свою очередь делятся на два подраздела: «диаграммы поведения» и «диаграммы взаимодействия». Рассмотрим структуру первого подраздела «диаграммы поведения». Данный подраздел рассматривает три типа диаграмм: «деятельности», представленной в виде текстовой страницы «Как представить процедурное и параллельное поведение?», «вариантов использования» и «состояний» рассмотренных в формате лекций «Как пользователи взаимодействуют с системой?», и «Как события изменяют объект в течение его жизни?» соответственно. Как и в первой части, к каждой из рассмотренных диаграмм имеются презентации с примерами, глоссарий «Основные понятия» с 15 определениями по данному подразделу, и тест «Проверим ваши знания?» – рис. 14. 32 Рисунок 14 – Структура первого подраздела «диаграммы поведения» Во втором подразделе «диаграммы взаимодействия» рассматриваются две диаграммы: «последовательности», представленной в виде лекции «Как визуализировать взаимодействие между объектами с акцентом на последовательности?» и «кооперации (коммуникации)», материал для ознакомления с которой изложен в текстовой странице «Как изобразить взаимодействие между объектами с акцентом на связях?». Имеется глоссарий «Основные понятия» включающий в себя 10 определений по данному подразделу и тест для проверки знаний «Проверим ваши знания?» – рис. 15. Рисунок 15 – Структура второго подраздела «диаграммы взаимодействия» 33 В целом раздел «Диаграммы UML решают следующие вопросы» имеет вид (рис. 16). Рисунок 16 – Раздел «Диаграммы UML решают следующие вопросы» 3. Раздел «Программное обеспечение для создания UML-диаграмм». 34 Данный раздел содержит четыре презентации, с рассмотрением различного бесплатного программного обеспечения для создания диаграмм UML – рис. 17. Рисунок 17 – раздел «Программное обеспечение для создания UML-диаграмм» 4. Раздел «Задания для самостоятельной работы». Раздел «Задания для самостоятельной работы» предназначен для самостоятельной разработки студентами диаграмм UML, с применением ранее полученных знаний на практике. Построение диаграмм предполагается с помощью рассмотренного выше программного обеспечения. Варианты заданий в разделе для удобства представлены в виде pdf-файлов. Первый файл «Варианты заданий по учебной практике» содержит варианты по учебной практике для второго курса. Второй файл «Пример построения некоторых диаграмм к одному из вариантов» подробно рассматривает создание возможных диаграмм по одному варианту. В том числе, имеется элемент «Задания для самостоятельной работы», подразумевающий ответ студентов в электронном виде, состоящий из нескольких файлов, содержащих разработанные диаграммы к какой-либо области, представленной в файле с вариантами к данному заданию – рис. 18. Рисунок 18 – раздел «Задания для самостоятельной работы» 35 5. Раздел «Обратная связь». В этом разделе предусмотрен опрос «Оцените данный курс» для оценки разработанного курса пользователями, а также задание «Здесь вы можете оставить свои отзывы или предложение по улучшению данного курса», предназначенное для развернутого ответа в текстовом файле. Элемент «База данных» может быть использован для размещения разработанных пользователями диаграмм, с возможностью их комментирования и последующего хранения на ресурсе – рис. 19. Рисунок 19 – раздел «Обратная связь» 2.4 Примеры реализации элементов курса 1. Глоссарий. Всего имеется 4 глоссария, на данный момент в совокупности они содержат 68 терминов. Термины и их определения выглядят следующим образом (рис. 20): Рисунок 20 – Вид глоссария 2. Задание. 36 Само задание включает в себя pdf-файл с формулировкой вариантов заданий, информацию о состоянии ответа и кнопку для отправки ответа – рис. 21. Рисунок 21 – Вид задания Приведем один из вариантов заданий – рис. 22. Рисунок 22 – Пример формулировки задания 3. Лекции. 37 Данный элемент представлен в виде отдельных блоков: «план лекции» (рис. 23), «изложение материала» согласно плану (рис. 24), «вопросы» по изученному материалу (рис. 25). Перемещение по лекции происходит посредствам кнопок навигации. В качестве примера рассмотрим лекцию по диаграмме классов (и пакетов). Рисунок 23 – План лекции к диаграмме классов (и пакетов) Рисунок 24 – Изложение материала согласно плану лекции Рисунок 25 – Вопрос к изученному материалу 4. Опрос. Опрос предназначен для того, чтобы на основе мнений пользователей составить представление о разработанном ресурсе. Участникам был предоставлен выбор из пяти вариантов ответа – рис. 26: 38 Рисунок 26 – Вид опроса 5. Тест. Тесты были составлены из заранее добавленных в банк вопросов. Приведем пример одного из вопросов входящего в тест (рис. 27): Рисунок 27 – Пример вопроса из теста У создателя курса имеется возможность просмотра информации о количестве попыток прохождения теста, просмотр всех ответов, а также в виде гистограммы отображаются результаты прохождения тестов. 2.5 Анализ некоторых программ для создания UML-диаграмм В разделе «Программное обеспечение для создания UML-диаграмм» были рассмотрены некоторые бесплатные программы – графические редакторы, распространяющиеся по лицензиям. Данные программы представляют собой бесплатные аналоги известной программы Microsoft Visio. Рассмотренные программы предназначены для создания различных UML- диаграмм и не только. 39 Рассмотрим некоторые программы этого класса, обладающие удобным и понятным интерфейсом. Dia – программа для создания иллюстраций с возможностью рисования UML-диаграмм. Программа поддерживает создание большого количества различных диаграмм, используемых в разных областях знания (UML, ER, BPMN и др.), полный список приведен ниже рис. 28: Рисунок 28 – Список диаграмм, поддерживающихся Dia Возможности программы легко расширить путем введения новых символов, определяемых в XML-файлах с помощью подмножества тегов SVG для изображения фигур. Dia поддерживает множество языков и региональных стандартов, в том числе и русский. Интерфейс представлен в виде отдельных окон: панель инструментов, рабочая область и другие элементы, немного непривычные для пользователей Windows. Все объекты для построения диаграмм представлены на панелях и просты в использовании, достаточно их перетащить и соединить. 40 Для редактирования свойств элементов диаграмм используется стандартное диалоговое окно параметров, например: фон, шрифт, текст и др. Для более сложных элементов используются большие диалоговые окна, например диалог для диаграммы классов (рис. 29): Рисунок 29 – Диалог редактирования диаграммы классов По мнению пользователей, иногда приложение не совсем удобно в работе, одним из таких минусов являются не слишком удобные при использовании стрелки, в особенности при перемещении объектов. Графический редактор ArgoUML является еще одним бесплатным программным инструментом для моделирования UML-диаграмм. Эта программа с открытым исходным кодом, включающая поддержку 7 видов диаграмм UML (классов, состояний, кооперации, последовательности, деятельности, прецедентов и развёртывания) – рис. 30. Рисунок 30 – Поддерживаемые диаграммы в ArgoUML 41 ArgoUML работает на любой платформе Java и доступен на десяти языках, в том числе и на русском. В программе ArgoUML возможна генерация исходного кода Java, C++, C# и PHP, а также обратный инжиниринг из исходного кода и байткода Java. Данная программа также проста в использовании, управление происходит с помощью стандартного диалога параметров рис. 31. Рисунок 31 – Пример диалога параметров StarUML – проект с открытым кодом, написанный на Delphi и работающий под управлением операционных систем семейства Windows. Целью проекта StarUML является создание универсальной бесплатной платформы для моделирования – аналог коммерческим проектам, как Rational Rose, Together и других. StarUML имеет простую и мощную архитектуру с поддержкой плагинов, так что любой пользователь программы имеет возможность принять участие в расширении функций утилиты – это дает платформе большие перспективы в развитии. Платформа StarUML поддерживает такие функции, как быстрый диалог, управление с помощью клавиатуры, обзор диаграмм и многое другое. Кроме того, все эти дополнения понятны даже для неподготовленного пользователя. Существует русскоязычное руководство по использованию, что является несомненным плюсом для начинающих разработчиков. В данной программе имеется возможность генерации кода на языках C++, C#, Java. StarUML поддерживает 9 основных видов UML-диаграмм (рис. 32). 42 Рисунок 32 – Диаграммы-UML поддерживаемые StarUML Интерфейс этой программы интуитивно понятен и не требует дополнительных разъяснений (рис. 33). Рисунок 33 – Интерфейс программы StarUML Еще одной рассмотренной программой для построения UML-диаграмм был профессиональный пакет Microsoft Visual Studio 2010 Ultimate, поскольку именно этой инструментальной средой пользуются студенты, изучающие язык программирования С++. Компонент «Архитектура» данной среды программирования предусматривает возможность построения 5 диаграмм, таких как диаграммы классов, вариантов использования, активности, компонентов и последовательности – рис. 34. 43 Рисунок 34 – Диаграммы поддерживаемые Visual Studio 2010 Ultimate Как и все ранее рассмотренные программы, интерфейс Visual Studio 2010 Ultimate не вызывает сложностей при использовании, все предельно просто и понятно, даже для начинающего разработчика. Одним из плюсов является наличие понятного русскоязычного интерфейса. К минусам можно отнести отсутствие некоторых диаграмм. В ходе работы с курсом, при рассмотрении презентаций с примерами пользователи могли видеть диаграммы, разработанные с помощью данных программных средств. 2.6 Результаты использования курса После создания контента разработанного ресурса, студентам 1-2 курса и не только, была предложена возможность изучить основы визуального моделирования на языке UML. На данный момент курс «Введение в визуальное моделирование на языке UML» насчитывает 42 участника. Пользователям было предложено для изучения диаграмм и основ языка UML: 4 текстовых страницы , 5 лекций, для проверки усвоения изученного 44 материала было предусмотрено 4 теста по разделам диаграмм. В том числе был предложен опрос по оценке курса. По итогам выполнения тестов мы имеем следующие результаты. Первый тест по разделу «Введение в UML» насчитывает 26 попыток выполнения, при просмотре результатов имеются следующие данные: отчет о попытках каждого студента, с возможностью его сохранения в одном из табличных форматов данных (таблица Excel, таблица OpenDocument, CSV- файл, документ XHTML) (рис. 35) и график количества студентов, получивших оценки в определенных диапазонах (рис. 36). Рисунок 35 – Часть таблицы с данными о попытках прохождения 45 Рисунок 36 – График количества студентов, получивших оценки в диапазонах Имеется статистика по каждому вопросу теста (рис. 37): Рисунок 37 – Часть таблицы со статистическими оценками по каждому вопросу Второй тест второго раздела «Диаграммы UML решают следующие вопросы» по подразделу «Структура информационной системы может быть описана с помощью диаграмм» насчитывает 22 попытки выполнения, имеет следующие результаты: отчет о попытках каждого студента (рис. 38) и график количества студентов, получивших оценки в диапазонах (рис 39). 46 Рисунок 38 – Часть таблицы с данными о попытках прохождения Рисунок 39 – График количества студентов, получивших оценки в диапазонах 47 Результат по подразделу «Для описания поведения системы используются две группы» по «диаграммам поведения» насчитывает 23 попытки выполнения, имеет следующие результаты: отчет о попытках каждого студента (рис. 40) и график количества студентов, получивших оценки в диапазонах (рис 41). Рисунок 40 – Часть таблицы с данными о попытках прохождения 48 Рисунок 41 – График количества студентов, получивших оценки в диапазонах Результат по подразделу «Для описания поведения системы используются две группы» по «диаграммам взаимодействия» насчитывает 19 попыток выполнения: отчет о попытках каждого студента, представленный на рис. 42, и график количества студентов, получивших оценки в диапазонах (рис. 43). Рисунок 42 – Таблицы с данными о попытках прохождения 49 Рисунок 43 – График количества студентов, получивших оценки в диапазонах Рассмотрим отчеты о выполнении лекций. Отчет о выполнении лекции «Как отобразить классы, их свойства и отношения? А также иерархическую структуру (пакеты)?» для диаграммы классов имеет вид (рис. 44): Рисунок 44 – Отчет по лекции для диаграммы классов 50 Отчет о выполнении лекции «Как отобразить структуру и взаимосвязь между компонентами?» для диаграммы компонент имеет вид (рис. 45): Рисунок 45 – Отчет по лекции для диаграммы компонент Отчет о выполнении лекции «Как пользователи взаимодействуют с системой?» для диаграммы вариантов использования имеет вид (рис. 46): Рисунок 46 – Отчет по лекции для диаграммы вариантов использования Отчет о выполнении лекции «Как события изменяют объект в течение его жизни?» для диаграммы состояний имеет вид (рис. 47): 51 Рисунок 47 – Отчет по лекции для диаграммы состояний Отчет о выполнении лекции «Как визуализировать взаимодействие между объектами с акцентом на последовательности?» для диаграммы последовательности имеет вид – рис. 48: Рисунок 48 – Отчет по лекции для диаграммы последовательности Перейдем к результатам опроса. Всего курс оценило семь человек из них, два пользователя оценили курс на «отлично» и пять на – «хорошо». На данный момент имеется один отзыв от пользователя с замечаниями, на его основе был исправлен недочет по доступу к прохождению лекций. В 52 дальнейшем планируется доработка контента курса в соответствии со сделанными замечаниями. На основании второй главы можно сделать выводы. Система Moodle является простой в использовании. Функциональных возможностей данной системы достаточно для реализации требуемого курса. Статистика, вычисляемая системой, является информативной и способствует созданию эффективной программы обучения. 53 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В бакалаврской работе получены следующие результаты: 1. Разработан дидактический материал к курсу в виде лекций и текстовых страниц. 2. Изучено UML-моделирование. На основании полученных знаний были составлены материалы для изучения диаграмм и тесты, предоставленные пользователям курса. 3. Составлены задания для формирования практических навыков использования UML-диаграмм у студентов. 4. Рассмотрены различные виды систем электронного обучения, с требованиями, предъявляемыми к таким системам, и со стандартами электронного обучения. 5. Изучены основные возможности системы Moodle и выбраны подходящие ресурсы и элементы для реализации курса. 6. Проведен анализ и тестирование бесплатного программного обеспечения для создания UML-диаграмм. 7. Построена концептуальная модель курса «Введение в визуальное моделирование на языке UML» с помощью диаграмм вариантов использования и деятельности. 8. Проведена апробация разработанного курса. 9. Одним из результатов проделанной работы является то, что на данный момент курс насчитывает 42-го пользователя. Результаты бакалаврской работы были представлены на международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проспект Свободный – 2017» (Красноярск, 2017), III международной научно- практической конференции, посвященной Дню космонавтики «Актуальные проблемы авиации и космонавтики» (Красноярск, 2017) и Всероссийской конференции с международным участием «Актуальные проблемы информатики и информационных технологий в образовании – 2017» 54 (Красноярск, 2017). По итогам участия в конференциях планируются публикации «Развитие навыков визуального моделирования у студентов в условиях электронного курса по UML-проектированию» и «Концептуальная модель электронного курса «Введение в визуальное моделирование на языке UML» на базе LMS Moodle» в сборниках материалов конференций. |