Розроблення дистанційних навчальних курсів із комп'ютерного еколого-економічного моніторингу (стр. 1 )

Розроблення дистанційних навчальних курсів із

комп'ютерного еколого-економічного моніторингу

Основна задача системи для розробки навчальних курсів із комп'ютерного еколого-економічного моніторингу - надати викладачу можливість оформляти теоретичний матеріал, формувати лекції і тести, а студенту зручний інтерфейс для одержання знань і проходження тестування.

Система дистанційного навчання повинна надавати студенту достатній для оволодіння курсом обсяг теоретичного матеріалу, а наявність у складі курсу достатньої кількості картографічних зображень повинно полегшити сприйняття студентом нової інформації. Теоретичні відомості обов'язково повинні бути представлені у виді окремих, мінімальних за розміром, але логічно цілісних фрагментів. Таке представлення матеріалу, коли він подається у вигляді окремих порцій, є більш легким і доступним для розуміння. При цьому повинна бути збережена структура матеріалу у вигляді запропонованому викладачем автором курсу.

Також у рамках курсу повинна бути розроблена система тестування, питання якої у процесі навчання допоможуть студентам звернути увагу на ключові моменти у вивченні нового матеріалу, а також забезпечать перевірку теоретичних знань студентів та їх уміння застосовувати ці знання на практиці.

Для вирішення поставленої задачі була розроблена система "Дизайнер навчальних курсів" (ДПК) - інструментальний засіб для створення дистанційних навчальних курсів у вигляді повноцінних онлайнових проектів із використанням мультимедіа. Для роботи із ДНК не потрібно спеціальних навичок програмування. З іншого боку, володіння навичками програмування дозволяє створювати більш цікаві та якісні курси. У ДНК пропонується модель курсу, спроектована на аналізі існуючих моделей систем дистанційного навчання. Викладач може використовувати запропоновану модель, чи, розвиваючи та доповнюючи її, створити свою модель. Використання єдиної бази даних робить систему легкою у переміщенні.

Перспективами розвитку даної системи є розширення комунікативного блоку (створення форумів, чатів, конференцій), удосконалювання системи тестування і контролю навчання.

9.1 Формалізація предметної області

Проводячи аналіз предметної області, були визначені можливі користувачі системи, що мають однакові атрибути користувача:

- ідентифікаційний код;

- ім'я користувача;

- пароль;

- статус, що визначає права і можливості користувача.

Як статус може бути використаний один із елементів множини:

{"ВИКЛАДАЧ", "СТУДЕНТ", "АДМІНІСТРАТОР"}

Кожний із елементів цієї множини створює однойменний підклас користувачів, що додає нові атрибути в опис об'єкта:

1) Для викладача:

- прізвище, ім'я, по батькові; адреса; телефон.

2) Для студента:

- прізвище, ім'я, по батькові; адреса; телефон; ідентифікатор групи.

3) Підклас "Адміністратор" відрізняється від описаних раніше наявністю нових можливостей (доповнення користувачів, видалення користувачів, виведення списку користувачів, та ін.).

Підклас "Викладач"

Користувач, після визначення своєї належності до підкласу "Викладач", одержує доступ до списку можливих спеціальностей, одну з яких він повинен вибрати для своєї подальшої роботи. Для кожної спеціальності Міністерством освіти і науки України затверджується набір дисциплін, успішне проходження яких дає гарантію студенту одержання диплома державного зразка.

Для кожної дисципліни заданий список атрибутів, що полегшує викладачу планування своєї роботи. До таких атрибутів належать:

- назва дисципліни;

- загальна кількість кредитів (один кредит дорівнює 36 годинам);

- загальна кількість годин;

- загальна кількість аудиторних годин;

- кількість лекційних занять;

- кількість практичних занять;

- кількість лабораторних занять;

- кількість годин, виділена на самопідготовку;

- екзаменаційний семестр;

- заліковий семестр;

- контрольні роботи;

- курсові проекти;

- курсові роботи; розрахунково-графічні роботи;

- реферати;

- текстовий опис дисципліни (короткий виклад суті дисципліни).

Інформаційне наповнення дисципліни має деревоподібну структуру, показану на рис 9.1.

Деревоподібну структура дисципліни обумовлює те, що кількість розділів, тем і лекцій не є регламентована і міняється викладачем на його розсуд.

Розділи і теми, також як і дисципліна, мають набір атрибутів:

- загальна кількість годин;

- кількість лекційних занять;

- кількість практичних занять;

- кількість лабораторних занять;

- кількість годин, виділена на самопідготовку.

Для зручності сприйняття навчального матеріалу була введена нова елементарна інформаційна структура, названа відеокадром, на які поділяється лекція з урахуванням логічної цілісності матеріалу.

Відеокадр - це інформація, яка відображається для студента за один раз, представлена у вигляді логічно завершеного інформаційного блоку в оптимальному для сприйняття обсязі.

У відеокадрі інкапсульовані такі види інформації як:

- текстове наповнення;

- графічні зображення;

- анімаційні фільми;

- звукова інформація.

Для кожного виду інформації, крім текстового, створюється відповідний клас. Усі ці класи мають кілька загальних атрибутів:

- назва;

- номер у відеокадрі;

- двоїчні дані.

Текст не створює підкласу, він є безпосереднім атрибутом відеокадру.

Для забезпечення двостороннього зв'язку між викладачем і студентом у відеокадр також була додана система тестування, що породжує чотири спеціальних класи, які описують можливі питання при тестуванні студента.

Класи системи тестування

У залежності від очікуваного виду відповіді, бувають чотири типи питань:

1. Питання з відповіддю: Так/Ні.

2. Питання з відповіддю: Число.

3. Питання з відповіддю: Вибір із варіантів.

4. Питання з відповіддю: Рядок.

Вище зазначені типи питань дозволяють найбільше точно визначити рівень знань студента. Система тестування є незалежною від дисциплінарної спрямованості й охоплює всі можливі питання дисциплін будь-яких напрямків. У зв'язку з цим кожен тип питання породжує відповідний клас, що бере участь у формуванні системи тестування.

Питання з відповіддю: Так/Ні

Формулювання питання повинне передбачати можливість однозначної відповіді на нього ("ТАК" чи "НІ"). При правильній відповіді студента на поставлене питання він одержує визначену кількість балів і не одержує бали в протилежному випадку.

Питання з відповіддю: Число

Формулювання питання повинне передбачати відповідь у вигляді деякого числа. Потрапляння цього числа в заданий інтервал чи відрізок визначає правильність відповіді: якщо відповідь-число потрапляє в інтервал, то відповідь зараховується як правильна, і неправильна у протилежному випадку.

Питання з відповіддю: Вибір із варіантів

Формулювання питання повинне передбачати наявність відповіді в явному вигляді серед запропонованих варіантів, неправильні варіанти можуть як завгодно близько наближатися до правильних, але не бути правильними. Цей тип питань передбачає деяку градацію оцінки і є більш об'єктивним у порівнянні з раніше описаними. З огляду на можливість співставлення варіанту визначеного числа балів можна одержати більш диференційовану оцінку знань.

Питання з відповіддю: Рядок

Відповіддю на даний тип питання повинен бути деякий рядок або словосполучення декількох слів. Учень дає відповідь цілком самостійно, не пропонується ніяких варіантів відповідей і не накладаються ніякі обмеження на форму і розмір відповіді. Крім питання і відповіді викладач задає деяку множину ключових слів, у кожному елементі якої виділяє так званий "змістовний корінь". Змістовий корінь - це частина слова, яка несе основне змістовне навантаження (як правило, у більшості випадків ця частина слова і є коренем). Кількість балів збільшується залежно від кількості входжень елементів вищевказаної множини у множину слів відповіді.

Підклас "Студент"

Користувач після визначення своєї належності до підкласу "Студент" запускає спеціальну підпрограму "Аналізатор", яка за значенням атрибута "Група" звертається до відповідного елемента у списку груп і, оперуючи атрибутами вже цього списку, визначає спеціальність студента.

Після завершення роботи вищевказаної підпрограми в залежності від результатів формується список дисциплін.

Для подальшої роботи користувачу необхідно вибрати потрібну дисципліну із запропонованого списку. Дисципліна на цьому етапі має деревоподібну структуру завдяки таким поняттям, як розділ, тема, лекція і відеокадр.

Вибираючи один із відеокадрів, учень може здійснювати процес навчання, сприймаючи усі вищевказані види інформації.

9.2. Структура системи "Дизайнер навчальних курсів"

З огляду на переваги і недоліки існуючих систем дистанційного навчання, було вирішено основну увагу приділити створенню спеціального середовища розробки курсів, яке дозволяло б максимально використовувати сучасні досягнення в області мультимедіа.

Система використовує єдину мультимедійну базу даних, яка зберігає не тільки інформацію, що складає навчальні курси, але й адміністративну інформацію.

Загальна структура системи

Підсистема адміністрування призначена для реєстрації користувачів у системі. Тільки користувач із правами адміністратора може керувати обліковими записами користувачів. Інформація про користувачів зберігається у базі даних.

Підсистема налагодження середовища дозволяє користувачу налагоджувати головне меню і в такий спосіб формувати зручне робоче середовище створення курсів.

Підсистема підготовки матеріалу курсу дозволяє формувати курс, створювати об'єкти курсу, (такі як розділи, лекції, теми, кадри).

Підсистема збереження курсу в БД дозволяє зберігати текстову та мультимедійну інформацію в базі даних, витягати курси із БД і відображати їх в html-форматі на екрані.