Разработка электронного учебного пособия для изучения микроконтроллера семейства КР 8051

1.

Частное образовательное учреждение высшего образования
«Региональный открытый социальный институт»
Кафедра информатики, вычислительной техники и автоматизации
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Разработка электронного учебного пособия для изучения
микроконтроллера семейства КР 8051
Научный руководитель
Автор
к.т.н., зав. кафедрой
студент группы ПР19з
Должиков Алексей Александрович
Марчукова Елена Викторовна

2.

Цель и задачи разработки
Цель работы заключается в разработке электронного учебного пособия, которое предназначено для обучения программированию
микроконтроллеров семейства КР 8051. Это учебное пособие будет охватывать как теоретический материал, так и практические задания,
направленные на освоение основных аспектов программирования и работы с микроконтроллерами данного семейства. Основной акцент
будет сделан на создание учебного ресурса, который не только передаст необходимые знания, но и обеспечит практические навыки для
эффективного применения в реальных проектах и задачах.
Задачи разработки:
Исследование текущих тенденций развития программных средств учебного назначения.
Анализ аналогичных учебных приложений и выявление их преимуществ и недостатков.
Формулирование требований к разрабатываемому электронному учебнику.
Проектирование структуры и функционала электронного учебного пособия.
Разработка архитектуры приложения на фреймворке Svelte.
Реализация ключевых функций и интерактивных элементов учебного пособия.
Проведение экспериментальной проверки разработанного программного средства и оценка его эффективности в образовательном
процессе.
Разработка рекомендаций по использованию созданного электронного учебника в учебных заведениях.

3.

Исследование существующих подходов в разработке
программных средств учебного назначения
Для успешной разработки электронного учебного
пособия по программированию микроконтроллеров
семейства
КР
8051
были
проанализированы
современные подходы и технологии, используемые в
образовательной
среде.
Был
проведен
обзор
существующих электронных учебников, программных
комплексов
и
платформ,
специализированных
на
обучении
техническим
дисциплинам.
Оценены
различные
методики
представления
учебного
материала, интерфейсные решения и возможности для
практического применения полученных знаний.

4.

Выбор инструментов
Для разработки электронного учебного пособия выбраны следующие технологии:
• Язык программирования: JavaScript для фронтенда и Node.js для бэкенда.
• Фреймворк для фронтенда: Svelte для создания динамичных пользовательских интерфейсов.
• СУБД: MongoDB для хранения данных с возможностью масштабирования и гибкости.

5.

Структура и функционал электронного учебника
Структура обучающего курса была выбрана на основании анализа популярных книг, учебных
пособий и уже готовых курсов по изучению микроконтроллеров семейства КР 8051. Основная цель
заключалась в создании последовательной и логичной программы обучения, обеспечивающей студентам
всестороннее
понимание
и
практическое
применение
микроконтроллеров.
Структура:
• Главная страница: Обзор курса, навигация
• Страница курса: Описание, цели, разделы
Функционал:
• Интерфейс: Интуитивная навигация, адаптивный дизайн
• Уроки: Теория, мультимедиа, задания
• Тестирование: Автопроверка ответов
• Прогресс: Отслеживание выполнения
знаний
в
области
программирования

6.

Проектирование архитектуры приложения
Проектирование архитектуры приложения включает определение ключевых компонентов и технологий, обеспечивающих стабильную и
эффективную работу электронного учебного пособия. Основные элементы архитектуры и их взаимодействие описаны ниже:
Архитектура:
Фронтенд: Svelte для создания интерактивного интерфейса
Бэкенд: Node.js для обработки запросов и бизнес-логики
База данных: MongoDB для хранения данных курсов, уроков, и заданий
Компоненты:
UI: Интуитивный, адаптивный дизайн
API: Взаимодействие между фронтендом и бэкендом
Модели данных: Структурированное хранение курсов, разделов, уроков, заданий

7.

Варианты использования приложения

8.

Структура базы данных

9.

Экспериментальная проверка разработанного
программного средства

10.

Экспериментальная проверка разработанного
программного средства

11.

Безопасность жизнедеятельности
Для выполнения требований ГОСТ 12.2.032-78 по безопасности жизнедеятельности при работе:
• Обеспечение безопасных условий труда при работе с компьютерами и информационными
системами.
• Применение мер по предотвращению профессиональных заболеваний, связанных с длительным
использованием компьютеров:
Организация эргономичного рабочего места.
Регулярные перерывы для отдыха глаз и тела.
• Обеспечение электробезопасности и пожарной безопасности:
Использование сертифицированного оборудования.
Наличие первичных средств пожаротушения и планов эвакуации.

12.

Заключение
В рамках дипломной работы был создан электронный учебник для изучения микроконтроллеров семейства КР 8051. В
разработке использовался фреймворк Svelte для фронтенда и база данных MongoDB для хранения учебного контента и
структуры курсов.
Проведен всесторонний анализ существующих электронных учебников, используемых для обучения различным
техническим дисциплинам. Были выявлены их преимущества и недостатки, что позволило определить ключевые
требования к разрабатываемому учебнику.
Определены и реализованы основные функциональные компоненты и структура электронного учебника. Учебник включает
в себя курсы, разделы, уроки и задания, что обеспечивает логическую и последовательную подачу учебного материала.
Проведена экспериментальная проверка разработанного учебного пособия. Тестирование показало высокую эффективность
учебника в образовательном процессе, его удобство использования и соответствие поставленным целям.
Разработаны и предложены рекомендации по использованию созданного электронного учебника в учебных заведениях.
Применение учебника способствует улучшению процесса обучения программированию микроконтроллеров семейства КР
8051, обеспечивая студентов современным и удобным инструментом для изучения данной темы.
Достигнуты все цели и задачи, поставленные в начале работы, что подтверждает успешность выполнения дипломного
проекта.