Формирование отчёта по лабораторным работам

Актуальность

Трудность в отправлении выполненной работы учителю при электронном обучении. Необходимость большого количества времени при подготовке отчёта о выполненной лабораторной работе в программах MS Word, MS Power Point.

Цель

Разработать программный продукт, позволяющий пользователю выполнять лабораторные работы по учебному предмету «Физика».

Задачи

1. Изучить объектно ориентированный язык C#.
2. Изучить среду разработки Visual Studio 2019.
3. Определить структуру разрабатываемой программы.
4. Разработать интерфейс программы.
5. Разработать математический алгоритм для корректного построения графиков.
6. Произвести отладку и тестирование разработанного программного продукта.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Персональный компьютер с установленным на нём ПО (C# с использованием фреймворка .NET, среда разработки Visual Studio 2019)

Описание

Работа над проектом состояла из следующих этапов.

1.     Разработан общий интерфейс и среда для выполнения лабораторной работы на примере определения коэффициента трения. Программные компоненты Visual Studio позволяют строить графический интерфейс прямо внутри интегрированной среды разработки.

2.     Создан графический интерфейс среды, файл с расширением .lab, построены графики. Интерфейс состоит из трёх областей:

• навигация по среде выполнения лабораторной работы,
• интерфейс внесения и отображения данных,
• окно для работы с файлом.

Навигация между окнами реализована посредством выключения видимости всех остальных интерфейсов кроме выбранного.

Инструмент заполнения титульного листа реализован одинаково для всех лабораторных работ курса физики средней и старшей школы.

Инструмент построения графиков оформлен также собственным окном. Панель просмотра графика позволяет делать масштабирование колёсиком мыши в реальном времени, для того чтобы увидеть полный график, нужно нажать два раза на колёсико мыши. Также для навигации по графику требуется двигать зажатую правую кнопку мыши по системе координат.

Формулы преобразуются в картинку с помощью пакета WPF-Math. В коде присутствует формула, написанная на языке разметки LaTeX, по нажатию одной кнопки программа сама находит минимальное и максимальное значения, после чего успешно отображает пользователю введённые и посчитанные значения величин.

В последнем эксперименте автор объединил окно ввода данных и окно расчётов, технология та же. Созданный интерфейс представлен на рисунке внизу. Реализована функция сброса значений для повторного расчёта, перед тем как произвести расчёт, требуется установить данные, в противном случае будет показана ошибка.

Для построения и отображения графиков была выбрана библиотека OxyPlot. График отображается на OxyPlot.PlotView. При нажатии кнопки «Добавить измерения» в окне просмотра графика автоматически строится доверительный интервал, соответствующий введённым значениям физических величин.

3.     Созданы инструменты для выполнения лабораторных работ, HTML-шаблон и его экспорт, записаны данные и построены соответствующие графики.

Для вывода введённой информации была реализована возможность получения конечного HTML-файла со всеми данными. После сбора данных с помощью метода Render пользователь получает конечный файл.

На данный момент программа имеет:

1. удобный интерфейс, который позволяет даже неопытному пользователю быстро разобраться;
2. визуализацию данных. Графики располагают такими элементами интерактивного управления, как масштабирование и перемещение по оси координат;
3. унифицированный формат лабораторных работ, позволяющий быстро понять ход работы и полученные результаты;
4. возможность делиться лабораторной работой с напарником для совместной деятельности. Для этого достаточно предустановленного программного обеспечения у лаборантов.

Результаты работы/выводы

Цели и задачи проекта были достигнуты. При тестировании программы автор определил слабые места и оперативно их исправил.

В ходе проделанной работы было создано компьютерное приложение, позволяющее выполнять лабораторные работы быстрее и качественнее, чем классические работы на бумаге или в программах Microsoft Word, Microsoft PowerPoint. Также программа упрощает документооборот между преподавателем и учеником.

Перспективы использования результатов работы

• Добавить WEB-часть приложения, которая будет позволять отправлять работы другому человеку прямо внутри приложения.
• Протестировать приложение на группе людей и собрать обратную связь для улучшения программного обеспечения.
• Создать техническую документацию, которая позволит разработчикам со всего мира вносить свои изменения в проект.
• Реализовать конструктор лабораторных работ, который позволяет любому человеку создать свою лабораторную работу и выполнять её в нашем приложении.