Информационные технологии в образовании (программа для тестирования студентов) Delphi + Access

Очень хороший диплом с полностью рабочей программой на Delphi 7 в комплекте.
Также в комплект входит:
1. IDEF0 модели как есть и как должно быть (в bpwin)
2. IDEF1x модель базы данных
3. План-проект
4. Презентация на защиту
5. Рецензия
6. Все исходники программы
7. Пояснительная записка с уникальностью в 87% по Etxt.ru

Берите, не пожалеете=) ...

Введение 3
Глава 1 Исследование особенностей IT-технологий в образовании 4
1.1 Современное состояние использования информационных-технологий в образовании 4
1.2 Общее описание концепции тестовой проверки знаний 4
1.3 Обзор программных продуктов для тестирования 16
Выводы по первой главе 20
Глава 2 Проектирование информационной системы для проверки знаний учащихся 22
2.1 Построение функциональной модели 22
2.2 Постановка задания на разработку ИС 26
2.3 Разработка базы данных 28
Выводы по второй главе 38
Глава 3 Разработка 39
3.1 Выбор языка программирования и среды разработки 39
3.2 Структура информационной системы 42
3.3 Руководства использования программы 52
Вывод по главе 63
Заключение 64
Список использованной литературы 65
Приложения 66

В XXI веке современный мир столкнулся с явлением всеобщей компьютеризации и информатизации. Реалии сегодняшнего общества таковы, что мы можем увидеть компьютер в каждом доме, учебном заведении, или какой-либо организации. Электронно-вычислительные машины сильно упростили жизнь человеку, это связано в первую очередь с большой производительностью ЭВМ. Компьютер способен производить вычисления, на которые у человека могут уйти месяцы, за несколько секунд, диагностировать заболевания, строить различные модели и проекции, с помощью которых можно увидеть какой была раньше наша планета, как выглядит живая клетка и т.д.
Современную систему образования также постигла участь компьютеризации и информатизации. Сейчас, в учебный процесс активно внедряются компьютерные технологии. Постепенно вся информа ция переходит в электронный вид. В настоящее время получили большое распространение программы для электронного тестирования студентов и школьников. Такие технологии являются наиболее удобными для преподавателя, поскольку, данный подход позволяет сэкономить большое количество времени, а главное, критерии оценивания являются самыми объективными, так как машина не способна умышленно завышать, или занижать баллы [11, с. 113].
Объектом исследования данной работы являются информационные технологии в образовательной сфере.
Актуальность данной работы заключается в недостаточной проработанности вопроса использования информационных технологий в образовании, в частности, в сфере контроля знаний учащихся.
Практическая значимость работы заключается в возможности внедрения её результатов в деятельность любого образовательного учреждения.
Целью данного дипломного проекта является изучение использования информационных технологий в образовании на примере разработки информационной системы, предназначенной для проведения тестирования учащихся по различным предметам. Для достижения данной цели необходимо решить следующий спектр задач:
1. Рассмотреть методологические основы создания и проведения тестов, выяснить особенности тестовых заданий, их достоинства и недостатки.
2. Исследовать наиболее популярные программные продукты для проведения различных тестирований, выявить их достоинства и недостатки.
3. Спроектировать систему, сформулировать требования к её функциональности и пользовательскому интерфейсу.
4. Создать прототип системы на основе проекта с использованием современного языка программирования. Прототип системы должен демонстрировать выполнение основных функций программы.
5. Разработать методическое обеспечение для созданной информационной системы в виде пошаговых инструкций по установке и использованию системы.

Рисунок 5 – Процесс создания контрольно-измерительных материаловДля того, чтобы создать контрольно-измерительные материалы необходимо на основании учебной программы выбрать раздел дисциплины, по которому будет проводиться проверка знаний, для получения списка знаний, умений и навыков, которыми должен обладать тестируемый студент. На основании этого списка формируется перечень вопросов и заданий для проверки знаний. Далее подготавливаются критерии оценивания знаний учащихся и производится печать заданий на бумажном носителе.Аналогичным образом декомпозируем процесс проверки знаний учащихся (рисунок 6). Первым этапом данного процесса является распределение заданий между учащимися. Это может быть случайное распределение билетов на экзамене, или карточек с заданиями, либо разделение учащихся на несколько групп, члены которых выполняют идентичные задания.Рисунок 6 – Процесс проведения проверки знаний учащихсяСреди недостатков данного метода решения задачи проверки знаний учащихся следует отметить обязательную распечатку заданий на бумажном носителе для того, чтобы донести до учеников задание, это добавляет дополнительную статью расходов в бюджет образовательного учреждения. Также следует отметить тот факт, что многие преподаватели пропускают этап формирования критериев оценивания, это сказывается не только на объективности самой оценки, но и на соответствии реальных знаний учащихся требований учебной программы, а значит и на уровне образовании в целом.2.2 Постановка задания на разработку ИСВ результате анализа предметной области было выяснено, что проверка знаний и умений учащихся в форме выполнения тестовых заданий является одной из приоритетных направлений развития современной системы образования в России. Использование возможностей компьютерной техники для этих целей дает явное преимущество в виде экономии расходных материалов для создания контрольно-измерительных материалов и в виде стандартизации проведения контрольных мероприятий по проверке уровня знаний учащихся и полного исключения субъективности оценки результатов этих мероприятий со стороны учителя, или преподавателя.Рассмотренные компьютерные программы, которые в данный момент являются одними из самых популярных на рынке компьютерных программы подобного рода имеют ряд недостатков, поэтому в данном дипломном проекте предполагается разработать новую информационную систему, которая бы соединяла в себе достоинства рассмотренных выше программных продуктов, и не повторяла в своей структуре их недостатков.Основные функции, которая должна выполнять разрабатываемая система:Подготовка тестовых заданий по различным темам выбранной дисциплины Добавление к вопросам картинок и изображений с возможностью их увеличенного просмотра во время ответа на вопрос Выбор заданного количества вопросов в случайном порядке из большого количества созданных вопросов по выбранной теме Сохранение созданных вопросов в базе данных Возможность изменения сохраненных ранее вопросовРазделение функций, доступных пользователю программы в зависимости от выбранного режима2.1 Парольная защита к функциям администрирования (работа с вопросами, просмотр результатов прошлых тестирований и т.д.)Возможность смены пароля для доступа к административных функциям Сохранение результатов тестирования в базе данныхОграничение по времени на прохождение тестированияОтображение результата тестирования сразу после его завершенияПоиск результатов конкретного тестирования среди всех по различным параметрамРезультаты тестирований должны выводится непосредственно на принтер (в режиме работы студента) для исключения исправлений результатов тестированияВсе сообщения разрабатываемой программы должны отображаться пользователю только на русском языке и в форме, понятной для пользователя с любой квалификацией в сфере информационных технологий.Интерфейс разрабатываемой системы должен быть рассчитать на работу в нем неопытных пользователей, имеющих лишь базовый уровень работы за персональным компьютером.Разрабатываемая система должна корректно работать на оборудовании с низкой производительностью, под управлением операционной системы семейства Windows.Минимальные характеристики рабочей ЭВМ:Процессор Pentium IV;Частота 1000 Mhz;Оперативная память 256Mb;Видеокарта 128Мb;Клавиатура и мышь;Принтер для печати выходных документов. 2.3 Разработка базы данных2.3.1 Разработка логической моделиДля дальнейшего проектирования информационный системы необходимо разработать логическую модель системы [27, с. 380]. Для построения логической модели выделим основные сущности, характерные для исследуемой предметной области. Исходя из функциональной модели можно выделить 6 сущностей:Вопросы;Разделы;Протоколы;Студенты;Группы;Курс.Сущности предметной области обязательно связаны между собой.Существует 3 типа связей между сущностями [23, с 179]:Один-к-одному. Когда одному экземпляру одной сущности соответствует только один экземпляр другой, и наоборот;Один-ко-многим. Когда одному экземпляру одной сущности соответствует несколько экземпляров другой;Многие-ко-многим. Когда в каждой из связанных сущностей находятся экземпляры, которые могут быть связаны с несколькими экземплярами другой.В каждом разделе находится несколько вопросов, а с другой стороны – каждый вопрос относится только к одному разделу, поэтому связь между этими сущностями – один-ко-многим.В каждом протоколе отображено несколько вопросов, на которые отвечал тестируемые, а с другой стороны – каждый вопрос может быть в нескольких протоколах. Поэтому связь между этими сущностями – многие-ко-многим.Каждый протокол составляется только для одного студента, а для каждого студента может существовать несколько протоколов, поэтому связь – один-ко-многим.Студент учится только в одной группе, а любая группа относится только к одному курсу, поэтому связи между этими сущностями – один-ко-многим.Основываясь на выделенный сущностях и связях построим концептуальную модель предметной области, на которой изображены все сущности и связи между ними (Рисунок 7)Рисунок 7 – Концептуальная модельНа основе концептуальной модели построим логическую модель. Для этого необходимо выделить атрибуты каждой сущности. Атрибутами сущности называются характеристики, присущие экземплярам данной сущности [21, с. 190].Раздел характеризуется только названием.Для каждого вопроса имеются следующие атрибуты:Раздел, к которому относится вопрос;Текст вопроса;Варианты ответов;Номер правильного варианта;Изображение, или картинка для вопроса – не обязательный атрибут.Оптимальным количеством вариантов ответа для любого теста является 4 варианта ответа, поэтому составной атрибут варианты ответов нужно разделить на 4 атрибута – по одному для каждого ответа. Естественно, вариантов может быть и меньше, т.е. каждый из этих атрибутов не является обязательным.Для протокола характеры следующие атрибуты:Тестируемый студент;Дата прохождения тестировании;Результаты ответов на вопросы;Результат тестирования (возможно 2 варианта сдано, или не сдано).Студент характеризуется фамилией, именем и отчеством, группой и курсом. Группа – наименованием (называемым также номером группы) и специальностью, а курс только номером.Кроме того, для каждой сущности необходимо выбрать ключевой атрибут. Ключевым атрибутом (или первичным ключом сущности) называется такой атрибут, значение которого для каждого экземпляра сущности является уникальным. Первичный ключ служит для однозначной идентификации экземпляров сущности [15, с 116]. В каждую сущность добавим атрибут идентификатор, он и будет служить первичным ключом.Построенная логическая модель со всеми атрибутами сущностей изображена на рисунке 8.Рисунок 8 – Логическая модель2.3.2 Выбор СУБДПосле построения логической модели необходимо выбрать систем управления базой данных (СУБД) – специального программного средства, предназначенного для работы с базами данных.Существует очень простое понятие БД как большого по объему электронного хранилища информации, в которое организация помещает все данные, которые используются при деятельности этой организации, а доступ к этой информации осуществляется посредством специального программного обеспечения. Однако чаще всего под базой данных понимают любой массив взаимосвязанных данных, хранящихся на компьютере [7, c. 189].Базы данных проектируются на основе представлений конечных пользователей конкретной организации, которые называют концептуальными требованиями к системе. Именно конечный пользователь принимает какие-то решения на основе полученной информации, хранящейся в базе данных. От оперативности и качества этой информации будет зависеть эффективность работы организации. Данные, помещаемые в базу данных, также предоставляет конечный пользователь [12, с 115].Существуют определенные правила создания и проектировании базы данных для нужд какой-либо организации:База данных должна содержать в себе все необходимые для работы организации данные, хранимая информация должна быть в актуальном состоянии;База данных должна обеспечивать доступ ко всей информации за приемлемое время, то есть отвечать заданным требованиям производительности;База данных должна удовлетворять выявленным и вновь возникающим требованиям конечных пользователей;База данных должна иметь возможности расширения, на случай расширения сферы деятельности организации;База данных должна легко изменяться при изменении программной и аппаратной среды;Данные, которые загружаются в базу данных, должны быть корректными, поэтому при добавлении данных должна проводиться проверка вводимых данных;Доступ к информации, хранимой в БД должны иметь только лица и сотрудники организации, имеющие на это соответствующие полномочия и должностные обязанности;Работа с базой данных не должны вызывать трудностей у пользователей, для этого обязательно нужен дружественных интерфейс.Для реализации построенной инфологической модели требуется СУБД, поддерживающая реляционную модель БД.Реляционная модель базы данных – это такая модель, где БД – совокупность отношений, содержащих всю информацию, которая должна храниться в БД. Однако пользователи могут воспринимать такую базу данных как совокупность таблиц. Для решения поставленной задачи необходимо проанализировать современные СУБД, поддерживающие локальные реляционные базы данных (MS Access, MS SQL Server, MySQL) [28, с. 118]. Эти средства могут быть использованы, как по отдельности - для решения конкретно поставленной задачи, так и в качестве интегрированного набора, каждый компонент которого может быть применен при разработке больших проектов масштаба предприятия. Воспользуемся аддитивным критерием из ТПР для определения наилучшей СУБД.Таблица 1 Характеристика СУБДНазвание продуктаОсновные преимуществаAccessПростота освоения. Возможность использования непрофессиональным программистом. Имеет мощные средства подготовки отчетов из БД различных форматов.SQL-ServerВысокая степень защиты данных. Мощные средства работы с данными. MySQLШирокая распространенность и поддержка сообщества.Широкий ассортимент средств и компонент разработки.Таблица 2 Частные критерии альтернатив для СУБД.Частные критерииПравило предпочтенияРангАльтернативы MS AccessMS SQL-ServerMySQLЦена, тыс. руб.↓75,79,2 15,3Квалификация пользователя↓5755Удобство, балл.↑3856Таблица 3 Нормированные значения частных критериев.Частные критерииПравило предпочтенияАльтернативы MS AccessMS SQL-ServerMySQLЦена, тыс. руб.↓0,40,61Квалификация пользователя↓10,70,9Удобство, балл.↑10,60,8Переход от рангов к оценкам производится по следующей формуле:Ci=rin, где n – число критериев.Cцена=rцена4=73=2,33Cквалификация пользователя=rквалификация пользователя3=53=1,67Cудобство=rудобство3=33=1Проведем расчет аддитивного критерия.QAccess=2,33*-0,4+1,67*-1+1*1≈-1,6;QMS SQL-Server=2,33*-0,6+1,67*-0,7+1*0,6≈-2;QMySQL=2,33*-1+1,67*-1+1*0,8≈-3,2;В результате анализа рассмотренных современных СУБД, поддерживающих реляционную модель данных, была выбрана MS Access.2.3.3 Разработка физической моделиПостроение физической модели данных – один из самых важных этапов проектирования и создания любой информационной системы. Физическая модель строится на основе логической модели данных. Основное её отличие – ориентированность на определенную систему управления базами данных (СУБД). То есть для каждого атрибута каждой сущности выбирается наиболее подходящий тип данных, который поддерживается выбранной СУБД, реализуются связи между сущностями с использованием механизма вторичных ключей. Кроме того, сущности заменяются таблицами БД, т.е. они представлены на физической модели именно в том виде, в котором они будут созданы в базе данных [29, с 354].Рассмотрим логическую модель (см. рис. 8). На данной модели присутствует связь многие-ко-многим. Реляционная модель баз данных в явном виде не поддерживает такой тип связи, поэтому при переходе от логической модели к физической, этот тип связи между сущностями преобразуется в две связи один-ко-многим с добавлением промежуточной таблицы с собственным первичным ключом [29, с 360].Для всех первичных ключей удобно использовать особый тип данных – Счетчик. Т.е. это поле будет в таблице заполнятся автоматически, путем увеличение значения предыдущей записи на единицу. Это позволит избежать повторяющихся значений в этом поле для всех записей таблицы.Тип данных для каждого поля каждой таблицы представлены в таблице, которая приведена в приложении 1.Физическая модель базы данных изображена на рисунке 9Рисунок 9 – Физическая модельВыводы по второй главеВо второй главе дипломного проекта была создана функциональная модель системы проверки знаний учащихся. Главная цель построения такой модели – выявление входных и выходных данных, характерных для данной системы, а также определение пользователей, осуществляющих деятельность системы и правил, которые управляют деятельностью системы.На основе функциональной системы были выделены сущности, характерные для предметной области. Сущности и связи между ними были обозначены в виде концептуальной модели системы.Далее были выделены атрибуты каждой сущности и обозначены в виде логической схемы информационной системы. Также в данной главы была выбрана СУБД для проектируемой ИС - Microsoft Access, для которой была построена физическая модель данных.Глава 3 Разработка3.1 Выбор языка программирования и среды разработки3.1.1. Язык программирования DelphiDelphi - язык программирования высокого уровня, имеющий следующие особенности [16, с. 18] набор операторов языка отражает принципы структурного проектирования и позволяет записывать достаточно сложные алгоритмы в лёгкой и элегантной форме;синтаксис языка достаточно не сложный и включает в себя возможности объектно-ориентированного программирования;язык лёгок для изучения;позволяет работать с базами данных;позволяет составлять отчёты;наличие компилятора с возможностью компоновки исполняемых файлов под операционные системы семейства Windows.3.1.2. Язык программирования С++Следующий язык – язык С++. Синтаксис этого языка более сложен по сравнению с простым и ясным синтаксисом Object Pascal, который положен в основу языка Delphi, поэтому Object Pascal претендует на роль языка, идеально подходящего для описания алгоритма. Во всех случаях Object Pascal имеет самый быстрый, среди продуктов подобного рода, оптимизирующий компилятор, позволяющий создавать быстрые и относительно компактные программы. С++ является языком программирования общего назначения. Единственная для него область применения - системное программирование, понимаемое в широком смысле этого слова. С++ успешно используется во многих областях приложения, далеко выходящих за его естественную область применения. Реализации С++ находятся на всех машинах, начиная с самых скромных микрокомпьютеров - до самых больших супер-ЭВМ, и практически для всех операционных систем.Язык С++ проектировался для использования в довольно традиционной среде, такой как: в системе программирования С операционной системы UNIX. Однако, такие возможности, как динамическая загрузка, развитые системы трансляции и базы данных для хранения определений типов, дают вполне обоснованные доводы в пользу использования С++ как более богатую программную среду [16, c. 19].3.1.3. Технология JavaИ последний из самых популярный в последнее время языков – язык программирования Java. Программы на Java транслируются в байт-код, выполняемый виртуальной машиной Java (JVM)  — специальной программой, которая обрабатывает байтовый код и передает соответствующие команды оборудованию [16, с 20]. Главным достоинство такого способа выполнения программ является независимость транслируемого байтового кода от операционной системы и оборудования. То есть JAVA-приложения могут быть выполнены на любом устройстве, для которого существует виртуальная машина. Еще одной особенностью технологии Java является полный контроль исполнения программы виртуальной машиной, что обеспечивает гибкие возможности безопасности и защиты данных. Любые операции, которые не должны входить в полномочия программы (например, доступ к закрытым или конфиденциальным данным, соединения с другим компьютером и пр.) вызывают завершение работы программы. К недостаткам технологии Java следует отнести сниженную производительность, по сравнению с классической технологией программирования в виде дополнительных операции по трансляции программы в байт-код.3.1.4. Определение предпочтительной альтернативыИсходя из вышесказанного видно, что у каждого языка программирования имеются свои достоинства и недостатки. Для определения лучшего языка программирования воспользуемся аддитивным критерием. Определим правила предпочтения, ранги и значения частных критериев для выбранных альтернатив. В таблице представим правило предпочтения в виде символов для «хороших» критериев «↑» (чем больше хороший критерий, тем лучше) и «↓» (чем меньше, тем лучше) для «плохих» критериев. Частные критерии приведены в таблице 4.Таблица 4 Частные критерии альтернатив для языков программирования.Частные критерииПравило предпочтенияРангАльтернативыDelphiC++JavaЦена, тыс. руб.↓341,241,243Обучаемость, балл.↑8755Удобство, балл.↑9667Затраты на сопровождение, балл.↓1565 Таблица 5Нормированные значения частных критериев.Частные критерииПравило предпочтенияАльтернативыDelphiC++JavaЦена, тыс. руб.↓0,960,961Обучаемость, балл.↑10,710,71Удобство, балл.↑0,860,861Затраты на сопровождение, балл.↓0,8310,83Переход от рангов к оценкам производится по следующей формуле:Ci=rin, где n – число критериев.Cцена=rцена4=34=0,75Cобучаемость =rобучаемость4=84=2Cудобство=rудобство4=94=2,25Cзатраты на сопровождениеrзатраты на сопровождение4=14=0,25Проведем расчет аддитивного критерия. QDelphi=0,75*-0,96+2*1+2,25*0,86+0,25*-0,83≈3;QJava=0,75*-1+2*0,71+2,25*1+1*-0,83≈2; QC++=0,75*-0,96+2*0,71+2,25*0,86+1*-0,83≈2;Как видно из значений аддитивного критерия язык программирования Delphi превосходит остальные языки программирования. Исходя из этого, Для разработки информационной системы интеллектуального тестирования знаний был выбран язык программирования Delphi, и среда разработки Delphi 73.2 Структура информационной системы3.2.1 Структурная схема разработанной системыОбщую структуру разработанной системы можно изобразить в виде следующей структурной схемы (рисунок 10)Рисунок 10 – Структурная схема разработанной системыПрограммная оболочка, с которой пользователь непосредственно взаимодействует, в процессе решения тех или иных задач обменивается данными с базой данных, файлом настроек, шаблоном прокола и изображениями для вопросов теста.Для корректной работы программы необходимо, чтобы все эти внешние информационные объекты находились на жестком диске компьютера в одной папке с запускным файлом системы.3.2.2 Алгоритмы работы разработанной системыОбщий алгоритм работы системы представлен на рисунке 11.Рисунок 11 – Общий алгоритм работы системыПосле запуска системы пользователь выбирает режим работы программы и в зависимости от выбранного режима пользователю доступны различные функции.Рассмотрим по отдельности алгоритмы работы системы в режиме студента (рисунок 12) и в режиме преподавателя (рисунок 13).