Разработка обучающей программы по теме "Обыкновенные дифференциальные уравнения"
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
олжно обеспечить коэффициент естественной освещенности (КЕО) не ниже 1,2 %. Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм. Уровень глаз при вертикально расположенном экране ВДТ должен приходиться на центр или 2/3 высоты экрана. Линия взора должна быть перпендикулярна к центру экрана.
Эргономические требования к рабочему месту пользователя программного продукта. Рабочий стол: его высота должна составлять 720 мм, оптимальные размеры рабочей поверхности столешницы - 1600х900 мм. Под столешницей рабочего стола должно быть свободное пространство для ног. Размеры: по высоте - не менее 600 мм, по ширине - 500 мм.
Рабочий стул: высота должна составлять 400-500 мм, ширина - не менее 400 мм, глубина - не менее 380 мм. Поверхность сидения и спинки должна быть полумягкой, с нескользящим, неэлектризующим и воздухонепроницаемым покрытием.
На рабочем месте необходимо предусматривать подставку для ног. Ее размеры: длина - 400 мм, ширина - 350 мм, высота - 150 мм. Угол наклона подставки - в пределах 0-20 градусов. Она должна иметь рифленое покрытие и бортик высотой 10 мм по нижнему краю.
Режимы труда и отдыха. Для программного продукта Обучающая программа Дифференциальные уравнения применимы требования группы В (творческая работа в режиме диалога с ЭВМ). В зависимости от длительности работы подразделяются на три категории: первая группа ( длительность работы до 2-х часов) при 8-ой рабочей смене суммарное время регламентированных перерывов не менее 30 минут и не менее 70 минут при 12-часовой; вторая группа (продолжительность работы до 4-х часов) при 8-ой рабочей смене время регламентированных перерывов не менее 50 минут и не менее 90 минут при 12-часовой; третья группа - длительность работы до 6-х часов, при 8-ой рабочей смене суммарное время регламентированных перерывов не менее 70 минут и не менее 120 минут при 12-часовой смене.
Продолжительность непрерывной работы с ВДТ без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.
Профессиональные пользователи ВДТ и ПЭВМ должны проходить обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры не менее 1 раза в год.
Заключение
В ходе выполнения дипломной работы был разработан программный продукт Обучающая программа по теме Обыкновенные дифференциальные уравнения, предназначенный для методической поддержки средствами ИКТ учебного процесса в МГТУ по диiиплине Высшая математика.
Разработка программного продукта состояла из следующих этапов:
-исследование предметной области применения ИКТ в изучении математических диiиплин, обобщение и описание программного продукта автоматизации решения задач, связанных с обыкновенными дифференциальными уравнениями;
-проектирование программного продукта;
-разработка программных модулей для задания требуемого функционала;
-опытная эксплуатация.
На этапе исследования предметной области были:
-определены основные понятия предметной области, связанные с применением ИКТ при построении обучающих программ, осуществлена классификация обучающих программ;
-выявлены основные компоненты обучающих программ по математическим диiиплинам;
-определены основные подходы к проведению тестирования с использованием электронных учебно-методических ресурсов;
-рассмотрены имеющиеся на рынке программные продукты, позволяющие осуществлять поддержку учебного процесса по теме.
В результате исследования разработанный программный продукт позволяет решать широкий спектр задач, связанных с обучением. Этап исследования предметной области позволил уточнить требования к основным компонентам разработанного программного продукта, определить подход и методы проведения тестирования.
Рассмотрение аналогичных программных решений позволяет сделать вывод, что большинство программных продуктов предназначено для решения сложных вычислительных задач, связанных с ДУ, при этом в некоторых из них отсутствует возможность ручного задания ДУ и элементы обучения.
Разработанный ПП содержит элементы новизны, позволяющие:
-осуществлять ввод и распознавание введенного ДУ за счет использования разработанного модуля лексико-грамматического анализа выражений и равенств;
-автоматизировать решение основных задач предшествующих получению решения ДУ, iелью проведения тренинга и тестирования;
-производить решение ДУ в символьном виде сведением к интегралам с пояснением хода решения на основе разработанного метода заполнения параметризированных шаблонов.
На этапе проектирования решен следующий ряд задач:
-определен набор функциональных требований преподавателя-методиста к программному продукту;
-составлено техническое задание на выполнение;
-спроектирован интерфейс приложения;
-определены методы распознавания порядка, типа, канонической формы и её параметров, методов решения ДУ;
-построена функциональная диаграмма программного продукта, выявлены основные модули, требующие реализации.
К творческим элементам проектирования следует отнести:
-метод рекурсивного синтаксического анализа частей бинарного дерева с использованием трех уровней уточнения признаков;
-создание логической схемы распознавания 12 типов, отнесенных к четырем уровням вложенности;
-построение узкоспециализированного лексико-грамматического анализатора для определения корректности ввода ДУ;
-построение автомат