Функциональное моделирование предметной области
Методология функционального моделирования представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели какой-либо предметной области.
Функциональная модель предметной области разрабатывается с целью выявления базовых функций и их взаимосвязи. Для этих целей посредством программного продукта BPWin 4.0 строятся диаграммы (см. рис.1.6-1.7).
Для построения функциональной модели используется стандарт IDEF0(Icam DEFinition). Функциональная модель по стандартуIDEF0 представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Модель содержит три типа диаграмм: контекстная; декомпозиции; дерева узлов.
Контекстная диаграмма является вершиной древовидной структуры и представляет общую функцию системы и её взаимосвязь с внешним миром (рис.1.6).
На основе контекстной диаграммы выполняется функциональная декомпозиция системы до достижения необходимого уровня подробности описания. Каждая диаграмма декомпозиции содержит блоки и дуги (стрелки). Блоки изображают функции, а дуги – информацию. Информация может представлять данные или объекты (рис.1.7).
Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху, входная информация – с левой стороны блока, а результаты выхода показываются с правой стороны. Механизм (человек или автоматизированная система), который выполняет функцию, представляется дугой, входящей в блок снизу.
Функция изображается на диаграмме в виде прямоугольного блока. Все функции должны быть названы и определены. Имя функции задается сочетанием отглагольного существительного, обозначающего процесс. При создании новой модели автоматически создаётся контекстная диаграмма с единственной функцией, изображающей систему в целом. Стрелки на контекстной диаграмме служат для описания взаимодействия системы с внешним миром.
Постановка задачи
В данной работе должна быть реализована автоматизированная обучающая система по различным дисциплинам и разделам математике.
Основной задачей данной системы является организация распределенного процесса обучения. Система должна обладать следующими характеристиками.
Интеллектуальность. Система по результатам обучения может определить, какие знания недостаточны или ошибочны и вернуть обучаемого на соответствующую тему или дать дополнительные разъяснения.
Частичная дистанционность. В качестве теоретического материала могут использоваться удаленные файлы из сети Интернет. При переходе на сетевые базы данных система становится полностью дистанционной.
Гипермедийность. Система позволяет использовать гипертекст для представления теоретического материала.
Использование при реализации обучающей системы целевых показателей учебного процесса и модели освоения учебного материала, что позволяет количественно отразить дидактические показатели учебного процесса.
Реализация решения задач.
Разработан специальный решатель задач, который позволяет решать произвольные задачи, решаемые последовательным применением формул, что позволяет:
проверять умения обучаемых использовать на практике изученные формулы;
проводить пошаговое обучение решению задач.
Программная система должна содержать в себе следующие средства:
Для обучаемого:
изучение теоретического курса;
выполнение контрольных заданий;
выполнение контрольного тестирования по пройденному курсу.
Для преподавателя:
добавление и обновление теоретического материала;
добавление и корректировка контрольных заданий;
создание тестовых заданий;
отслеживание успеваемости пользователей.
В процессе работы с обучающей программой обучаемый должен получить:
знания по выбранной предметной области;
умения применять различные методы и алгоритмы;
навыки решения задач.
В систему закладываются учебные курсы (предметы) по различным дисциплинам (математический анализ, математическая логика, геометрия и другие разделы математики). Количество курсов, которые могут быть заложены, неограниченно.
Для проведения тестирования по теоретическим вопросам будет использована так называемая флаг-технология («флаг» - название от хорошо известного в информатике и программировании термина «флаг» или «флажок»).
После формулировки вопроса (например, «сформулируйте теорему Пифагора»), на экран выводится перечень отдельных слов (примерно 15-30 слов, в зависимости от дизайна программы), среди которых встречаются хаотически разбросанные слова, составляющие формулировку теоремы Пифагора. От тестируемого требуется поставить флажки (щелчком мыши или с указанной комбинацией клавиш) против тех слов, которые, по его мнению, составляют формулировку теоремы Пифагора.
При таком подходе выявляются уже не пассивные, а активные знания ученика данного предмета. Кроме того, появляется возможность при компьютерной «проверке» ответа учесть то, что могут быть и другие эквивалентные формулировки теоремы, а также отделить близкие к истине ответы от совсем неверных. Во многих случаях можно даже указать пользователю на его конкретную ошибку. Все эти возможности легко закладываются разработчиком в программу-тестер.
Для этой цели будет разработана программная оболочка для проведения тестирования знаний в указанной форме – с применением флаг-технологии.