Luận văn tốt nghiệp: Xây dựng phần mềm giảng dạy Toán học

LỜI MỞ ĐẦU<br /> Ngày nay, ngành công nghệ thông tin trên thế giới ngày càng phát triển mạnh<br /> mẽ, và ngày càng ứng dụng vào nhiều lĩnh vực. Với khả năng ứng dụng rộng rãi của<br /> ngành công nghệ thông tin, với chính sách phát triển ngành công nghệ thông tin của<br /> nhà nước, với việc nâng cao chất lượng giáo dục ở nước ta thì việc tin học hóa giáo dục<br /> (ứng dụng ngành công nghệ thông tin vào ngành giáo dục) là phù hợp và thiết thực.<br /> Với khả năng trên, việc đưa tin học hỗ trợ cho lãnh vực giáo dục, trong đó việc<br /> hỗ trợ cho việc giải bài tập của học sinh tại nhà là có thể thực hiện được. Để giúp học<br /> sinh có khả năng tự giải bài tập mà không cần đến lớp học thêm, không cần người<br /> hướng dẫn giải bài tập, thì với một phần mềm hỗ trợ giải bài tập trên máy tính tại nhà<br /> sẽ đáp ứng được cho học sinh những nhu cầu này. Và điển hình là phần mềm hỗ trợ ôn<br /> thi tốt nghiệp phổ thông trung học môn toán mà chúng em đã nghiên cứu và thực hiện.<br /> Để nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông Bộ Giáo dục và Đào tạo đã cái tiến<br /> cách dạy và học: tăng cường thiết bị dạy và học, thêm kiến thức vào một số sách giáo<br /> khoa, thêm một số môn học mới vào chương trình học. Lượng kiến thức cần truyền đạt<br /> và đòi hỏi học sinh nắm bắt tăng nhiều hơn. Trong khi đó, với lượng kiến thức như thế,<br /> việc dạy của giáo viên và sự tiếp thu của một số học sinh ở trường, đôi khi không đạt<br /> được những kết quả mong muốn. Vì lí do, không đủ thời gian trên lớp để giáo viên<br /> hướng dẫn cặn kẽ cho học sinh giải bài tập, nên một số học sinh không thể hoặc khó<br /> khăn để theo kịp chương trình học của mình. Vì vậy, việc tự giải bài tập của học sinh<br /> ở nhà là việc hết sức khó khăn, nếu không muốn nói là đôi khi không không thể làm<br /> được nếu không có người hướng dẫn. Cho nên, một số học sinh đã phải nhờ người<br /> hướng dẫn tại nhà (giáo viên kèm tại nhà; anh, chị, phụ huynh có kiến thức về bài tập<br /> <br /> -i-<br /> <br /> của con em mình), số học sinh còn lại không có điều kiện trên thì đến lớp học thêm<br /> (hình thức phổ biến) của giáo viên bộ môn. Với lượng kiến thức nhiều hơn trước đây,<br /> đòi hỏi học sinh và giáo viên phải đầu tư nhiều thời gian và công sức hơn. Vì thế, một<br /> phần mềm để hỗ trợ thêm cho học sinh và giáo viên dạy và học tốt hơn là thực sự<br /> cần thiết.<br /> Trong đề tài của mình, chúng em mong muốn cung cấp cho giáo viên khả năng<br /> biên soạn lý thuyết, biên soạn bài tập trắc nghiệm cũng như tự luận để cung cấp cho<br /> học sinh, hỗ trợ phát sinh đề và giải bài tập tự luận cho hầu hết các dạng toán thi tốt<br /> nghiệp, hỗ trợ cho học sinh làm bài và chấm bài trắc nghiệm cho học sinh, hỗ trợ thể<br /> hiện các ký hiệu toán học trên chương trình.<br /> Nội dung của luận văn được chia làm 5 chương cụ thể như sau:<br /> Chương 1 Mở Đầu: giới thiệu tổng quan về đề tài, những công việc cần làm trong đề<br /> tài.<br /> Chương 2 Phân Tích: phân tích đề tài.<br /> Chương 3 Thiết Kế: thiết kế đề tài.<br /> Chương 4 Kỹ Thuật: giới thiệu các kỹ thuật sử dụng trong quá trình thực hiện đề tài<br /> như việc thể hiện các ký hiệu toán học, XML, XSLT, MathML...<br /> Chương 5 Thực hiện và kiểm tra: thực hiện và các bộ kiểm tra chương trình.<br /> Chương 6 Tổng kết: tóm tắt kết quả đạt được, đề ra hướng phát triển trong tương lai.<br /> Phụ lục: Một số vấn đề cần quan tâm của đề tài.<br /> <br /> - ii -<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................................................i<br /> MỤC LỤC .................................................................................................................. iii<br /> DANH SÁCH CÁC HÌNH...........................................................................................vii<br /> DANH SÁCH CÁC BẢNG........................................................................................ viii<br /> Chương 1<br /> <br /> Mở đầu ......................................................................................................1<br /> <br /> 1.1. Giới thiệu về đề tài ...........................................................................................2<br /> 1.2. Khảo sát hiện trạng...........................................................................................3<br /> 1.2.1. Tình hình thực tế ........................................................................................3<br /> 1.2.2. Hiện trạng tin học.......................................................................................4<br /> 1.3. Nhu cầu thực tế ................................................................................................6<br /> 1.4. Mục tiêu ...........................................................................................................6<br /> 1.5. Yêu cầu.............................................................................................................7<br /> 1.5.1. Yêu cầu chức năng.....................................................................................7<br /> 1.5.2. Yêu cầu phi chức năng.............................................................................11<br /> 1.5.2.1. Tính tiến hóa :...................................................................................11<br /> 1.5.2.2. Tính tiện dụng :.................................................................................11<br /> 1.5.2.3. Tính hiệu quả :..................................................................................12<br /> 1.5.2.4. Tính tương thích : .............................................................................12<br /> 1.5.3. Các yêu cầu khác .....................................................................................13<br /> 1.5.3.1. Tính tái sử dụng :..............................................................................13<br /> 1.5.3.2. Tính dễ bảo trì : ................................................................................13<br /> 1.5.3.3. Tính dễ mang chuyển : .....................................................................13<br /> Chương 2<br /> 2.1.<br /> <br /> Phân tích .................................................................................................14<br /> <br /> Sơ đồ sử dụng.................................................................................................15<br /> <br /> Danh sách các yêu cầu: ................................................................................................15<br /> 2.2. Sơ đồ luồng dữ liệu ........................................................................................17<br /> 2.2.1. Soạn lý thuyết ..........................................................................................17<br /> 2.2.2. Soạn bài tập mẫu......................................................................................17<br /> 2.2.3. Phát sinh bài tập .......................................................................................18<br /> 2.2.4. Phát sinh bài giải......................................................................................18<br /> 2.2.5. Soạn câu trắc nghiệm ...............................................................................18<br /> 2.2.6. Phát sinh đề thi trắc nghiệm.....................................................................19<br /> 2.2.7. Xem lý thuyết...........................................................................................20<br /> 2.2.8. Xem bài tập mẫu ......................................................................................20<br /> <br /> - iii -<br /> <br /> 2.2.9. Thi tự luận................................................................................................21<br /> 2.2.10.<br /> Làm bài trắc nghiệm.............................................................................21<br /> 2.2.11.<br /> Chấm bài trắc nghiệm ..........................................................................22<br /> 2.3. Sơ đồ lớp ........................................................................................................23<br /> Chương 3<br /> <br /> Thiết kế....................................................................................................25<br /> <br /> 3.1. Sơ đồ kiến trúc tổng thể .................................................................................26<br /> 3.2. Chi tiết tổ chức lưu trữ đối tượng...................................................................38<br /> 3.2.1. Câu trắc nghiệm .......................................................................................38<br /> 3.2.2. Lý thuyết ..................................................................................................39<br /> 3.2.3. Bài Tập Mẫu ............................................................................................39<br /> 3.2.4. Đề thi trắc nghiệm....................................................................................40<br /> 3.3. Thiết kế các lớp đối tượng xử lý thể hiện ......................................................42<br /> 3.3.1. Sơ đồ màn hình trong phân hệ học sinh...................................................42<br /> 3.3.2. Sơ đồ màn hình trong phân hệ giáo viên .................................................43<br /> 3.3.3. Các màn hình chung của hai phân hệ ......................................................44<br /> 3.3.3.1. Màn hình chính.................................................................................44<br /> 3.3.3.2. Màn hình Soạn Lý Thuyết................................................................46<br /> 3.3.3.3. Thể hiện Lý thuyết............................................................................50<br /> 3.3.3.4. Màn hình Soạn Bài tập mẫu .............................................................53<br /> 3.3.3.5. Thể hiện bài tập mẫu ........................................................................56<br /> 3.3.3.6. Màn hình Soạn đề trắc nghiệm.........................................................58<br /> 3.3.3.7. Màn hình điều kiện phát sinh đề trắc nghiệm ..................................63<br /> 3.3.3.8. Thể hiện câu trắc nghiệm .................................................................67<br /> 3.3.3.9. Thể hiện câu trắc nghiệm loại 1 .......................................................70<br /> 3.3.3.10. Thể hiện câu trắc nghiệm loại 2 .......................................................71<br /> 3.3.3.11. Thể hiện câu trắc nghiệm loại 3 .......................................................73<br /> 3.3.3.12. Thể hiện cây danh mục.....................................................................74<br /> 3.3.3.13. Thể hiện thời gian.............................................................................75<br /> 3.3.3.14. Màn hình Nhập câu trắc nghiệm ......................................................77<br /> 3.3.3.15. Màn hình Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số ...........................................79<br /> 3.3.3.16. Màn hình tính đạo hàm biểu thức.....................................................81<br /> 3.3.3.17. Thể hiện Bảng biến thiên..................................................................82<br /> 3.3.3.18. Thể hiện đồ thị hàm số .....................................................................83<br /> 3.3.3.19. Màn hình Không Gian – Mặt Phẳng ................................................84<br /> 3.3.3.20. Màn hình Thư viện ...........................................................................86<br /> 3.3.3.21. Màn hình Tham Số ...........................................................................88<br /> 3.3.4. Các màn hình của phân hệ học sinh.........................................................89<br /> 3.3.4.1. Thể hiện Lý Thuyết Chính ...............................................................89<br /> 3.3.4.2. Thể hiện Bài tập chính......................................................................90<br /> <br /> - iv -<br /> <br /> 3.3.4.3. Thể hiện Trắc nghiệm Chính............................................................92<br /> 3.3.4.4. Màn hình thi trắc nghiệm .................................................................93<br /> 3.3.5. Các màn hình của phân hệ giáo viên .......................................................96<br /> 3.3.5.1. Màn hình Lý thuyết Chính ...............................................................96<br /> 3.3.5.2. Màn hình bài tập chính .....................................................................97<br /> 3.3.5.3. Màn hình trắc nghiệm chính.............................................................99<br /> 3.3.5.4. Màn hình Soạn Câu trắc nghiệm : ..................................................100<br /> 3.4. Thiết kế các lớp đối tượng xử lý nghiệp vụ .................................................104<br /> 3.4.1. Lý thuyết ................................................................................................104<br /> 3.4.1.1. Lớp LyThuyet.................................................................................104<br /> 3.4.1.2. Lớp DSLyThuyet............................................................................105<br /> 3.4.2. Trắc Nghiệm ..........................................................................................106<br /> 3.4.2.1. Lớp CauTracNghiem ......................................................................106<br /> 3.4.2.2. Lớp DanhSachCauTN ....................................................................106<br /> 3.4.2.3. Lớp DethiTracNghiem ...................................................................108<br /> 3.4.2.4. Lớp DanhSachDethiTN ..................................................................109<br /> Bảng 3-42 Các bảng mô tả lớp DanhSachDeThiiTN...........................................109<br /> 3.4.3. Bài tập: ...................................................................................................109<br /> 3.4.3.1. Lớp Thư viện (THUVIEN):............................................................109<br /> 3.4.3.2. Lớp Bài tập tự luận (BaiTapTuLuan):............................................110<br /> 3.4.3.3. Lớp hàm số(HAM_SO):.................................................................111<br /> 3.4.3.4. Lớp xử lý không gian tọa độ (XL_KhongGianToaDo): ................114<br /> 3.4.3.5. Lớp xử lý mặt phẳng tọa độ (XL_MatPhangToaDo):....................117<br /> 3.4.3.6. Lớp biểu thức (BIEU_THUC):.......................................................121<br /> Bảng 3-46 Các bảng mô tả lớp BIEU_THUC .............................................121<br /> 3.4.3.7. Lớp đơn thức (DON_THUC): ........................................................121<br /> 3.4.3.8. Lớp hằng số (HANG_SO)..............................................................122<br /> 3.4.3.9. Lớp biểu thức 1 ngôi (BIEU_THUC_1_NGOI).............................122<br /> 3.4.3.10. Lớp biểu thức 2 ngôi (BIEU_THUC_2_NGOI) ............................123<br /> 3.4.3.11. Lớp Tham số ( ThamSo ): ..............................................................125<br /> 3.5. Sơ đồ phối hợp hoạt động ............................................................................126<br /> 3.5.1. Lưu trữ bài lý thuyết ..............................................................................126<br /> 3.5.2. Lưu trữ câu trắc nghiệm.........................................................................126<br /> 3.5.3. Phát sinh đề trắc nghiệm ........................................................................127<br /> 3.5.4. Thi trắc nghiệm ......................................................................................127<br /> 3.5.5. Chấm điểm bài trắc nghiệm ...................................................................128<br /> Chương 4<br /> 4.1.<br /> 4.2.<br /> <br /> Một số kỹ thuật đặc trưng của đề tài .................................................129<br /> <br /> XML.............................................................................................................130<br /> XSLT............................................................................................................130<br /> <br /> -v-<br /> <br />