Разработка среды для визуального программирования структуры электронных курсов

РАЗРАБОТКА СРЕДЫ ДЛЯ ВИЗУАЛЬНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОННЫХ КУРСОВ

А.В. Лямин, М.В. Плешкова

Статья посвящена описанию структуры электронного курса в системе ДО СПбГУИТМО AcademicNT, основанного на компетентностном модульно-рейтинговом подходе. Рассмотрены состояния компетенций курса и определены формулы для расчета состояний электронного курса. Описано программирование структуры электронного курса на основе конечно-автоматного подхода. Приведены основные возможности среды для визуального программирования структуры электронных курсов системы ДО.

Введение

Система дистанционного обучения СПбГУ ИТМО AcademicNT основана на сетевой Интернет-технологии, в которой могут быть реализованы различные способы и методы обучения - электронные учебники с удаленным доступом, виртуальные лаборатории, электронные практикумы, электронные библиотеки, телеконференции студентов и преподавателей, тестирующие обучающие и аттестующие системы. Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине в системе построен на основе компе-тентностного модульно-рейтингового подхода и имеет иерархическую структуру, изображенную на рис. 1 [1, 2]. Описание структуры электронного курса содержит оглавление курса, список элементов курса; правила формирования рейтинга, правила фиксации состояний компетенций, правила организации работы с курсом.

Рис. 1. Структура учебно-методического комплекса Описания состояний компетенций курса

Любой курс можно представить в виде последовательности групп, каждая из которых содержит набор аттестующих и обучающих элементов. Внутри группы задается либо последовательное прохождение элементов, либо параллельное. На рис. 2 показаны две группы элементов - 0\ и G2, в группе 0\ предусмотрено параллельное прохождение элементов Х1 и Х2, в группе G2 - последовательное прохождение элементов У1 и У2.

Состояния компетенций определяются как требования к знаниям и практическим умениям, которые должны быть сформированы у слушателя при освоении соответствующих компетенций [3]. Правила фиксации состояний компетенций показывают, какой уровень освоения материала достиг слушатель. На рейтинг слушателя могут влиять следующие параметры: оценка, полученная при аттестации, номер попытки, время сдачи аттеста-

ции. Данные параметры программируются с помощью переменных курса. Рейтинг можно изменить при записи значения выше, чем текущее значение переменной. При попытке записать в переменную значение, которое меньше текущего, рейтинг не изменится. Для слушателя, который исчерпал попытки, выделенные на аттестацию, может быть предусмотрена дополнительная попытка за счет введения специального состояния.

I__________J I__________J

- I

Рис. 2. Последовательность групп в курсе

Количество состояний при параллельном прохождении курса вычисляется по формуле £ = 2п, где п - количество аттестующих элементов. При последовательном прохождении количество состояний равно £ = п + 1. Данные формулы не учитывают состояния для дополнительных попыток на аттестацию, для блокирования входа в элементы курса во время аттестации.

Программирование структуры электронного курса

Программирование структуры электронного курса осуществляется на основе конечно-автоматного подхода. Автомат переходов имеет одно входное состояние, которое определяет начало обучение, и одно выходное состояние, которое свидетельствует о получении результирующей компетенции. На рис. 3 приведен пример диаграммы пе-

Состояние Q0 - это состояние начала обучения, в котором доступны для сдачи аттестации. При успешной сдачи одной аттестации система переходит в состояния Q1, Q2, Q3. В этих состояниях доступны для сдачи две следующих аттестации, прохождение которых переводит слушателя в одно из следующих состояний Q4, Q5 или Q6. Состояние Ql - это состояние завершения обучения, в которое система переводит слушателя после сдачи всех аттестаций.

Множество переменных курса можно описать синтаксическим деревом. Пример синтаксического дерева приведен на рис. 4. Переменная «Оценка за курс» является корневой для всех остальных переменных, и ее значение вычисляется с помощью функции, которая применяется к дочерним переменным - листьям синтаксического дерева. В AcademicNT определены пять функций: max - максимум, min - минимум, sum -сумма, avg - среднее, mul - произведение.

Рис. 4. Пример построения синтаксического дерева переменных курса

Можно показать, что для представления произвольного кусочно-гладкого отображения достаточно использовать только три функции - max, sum и mul. Действительно любая гладкая функция представима рядом Тейлора Fn(x) = ao + a\X + a2x + ... + an-iXn-1 + anxn. Таким образом, описанный механизм осуществляет кусочно-гладкое отображение результатов работы слушателя с курсом в рейтинг.

Заключение

В соответствии с вышеизложенными правилами была разработана среда для визуального программирования структуры электронных курсов. С помощью данной среды автор может создавать группы и определять связи между ними, добавлять элементы и указывать их атрибуты, такие как название элемента, количество попыток прохождения аттестаций. Для каждого аттестующего элемента устанавливаются правила оценивания и условия перехода к следующим элементам. Также существует возможность создавать и изменять дерево переменных, причем при добавлении новой переменной связи с элементами пересчитываются автоматически.

Литература

1. Лямин А.В., Чежин М.С. Модульное построение электронных учебно-методических комплексов для системы дистанционного обучения // Труды XII Всероссийской научно-методической конференции «Телематика'2005». - Санкт-Петербург, 2005. - Т. 2. - С. 511-512.

2. Лямин А.В., Чежин М.С. Система дистанционного обучения СПбГУ ИТМО // Труды II Международной конференции «Информационные системы для ИЯМ и обучения». - Санкт-Петербург, 2005. - С. 80-83.

3. Васильев В.Н., Лисицына Л.С., Лямин А.В. Сетевое сообщество на основе методического Интернет-центра: первый опыт создания и перспективы развития / Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2006. Вып. 32 «Информационные технологии: теория, методы, приложения». С. 254-259.