Генератор вариантов контрольной работы с ответами по разделу «Системы счисления» дисциплины информатика и ИКТ для студентов первого курса ОГБПОУ «Рязанский педагогический колледж»

Генератор вариантов контрольной работы с ответами по разделу «Системы счисления» дисциплины информатика и ИКТ для студентов первого курса ОГБПОУ «Рязанский педагогический колледж»

Автор: , студент 1 курса ОГБПОУ «Рязанский педагогический колледж», специальность 40.02.03 Право и судебное администрирование, , e-mail: alex. klochkov. *****@***ru

Научный руководитель: , преподаватель информатики и ИКТ ОГБПОУ «Рязанский педагогический колледж», , e-mail: *****@***ru

Variant generator of tests with the answers in the section "Number Systems" in informatics and ICT for first-year students OGBPOU "Ryazan Pedagogical College"

Author: Klotchkov Alexander, 1st year student OGBPOU "Ryazan Pedagogical College", specialty 40.02.03 Law and court administration, tel: [phone] , e-mail: alex. klochkov. *****@***ru

scientific adviser: Svetlana Kuvshinova, a teacher of informatics and ICT OGBPOU "Ryazan Pedagogical College", tel. [phone], e-mail: *****@***ru

Аннотация. В статье представлена авторская проектная деятельность в сфере автоматизации процесса разработки и использования многовариантных заданий в среде Microsoft Excel 2010 по теме: «Системы счисления».

Ключевые слова: проектная деятельность, информационные технологии в образовании, автоматизация образовательного процесса.

Annotation : The article represents the author's project activity in the sphere of automation of the process of working out and use of multiple tasks in the environment of Microsoft Excel 2010 on the theme : "Number Systems "

Key words: project activity, information technologies in education, automation of educational process.

Современное обучение невозможно без использования информационно-коммуникационных технологий.

Информационная технология обучения – это процесс подготовки и передачи информации обучаемому, посредством компьютерной техники (технических средств) и программных средств [1, 8].

В современных условиях учебные дисциплины слабо обеспечены программным обеспечением в сфере автоматизации процесса разработки и использования многовариантных учебных заданий.

В частности, по системам счисления в учебниках встречается крайне ограниченный набор типовых заданий, не позволяющий упражнять навыки перевода между системами счисления, выполнения арифметических операций, сравнения.

Следовательно, возникает необходимость получить электронный продукт, способный автоматически генерировать достаточное количество вариантов типовых заданий и рассчитывающий правильные ответы для возможности самоконтроля при тренинге и контроля со стороны преподавателя при проведении контрольной работы.

Цель проекта: автоматизировать процесс разработки и использования многовариантных учебных заданий по разделу «Системы счисления» дисциплины информатика и ИКТ для студентов первого курса ОГБПОУ «Рязанский педагогический колледж».

Задачи проекта:

1.  Исследовать состояние вопроса в теории и практике.

2.  Отобрать и изучить программные средства, способные наиболее рационально решить поставленную проблему.

3.  Реализовать генератор типовых заданий по разделу «Системы счисления» дисциплины информатика и ИКТ для студентов первого курса ОГБПОУ «Рязанский педагогический колледж» отобранными средствами.

4.  Получить и описать практически значимый результат.

5.  Подвести итоги проделанной работы.

Анализ существующего программного обеспечения по проблеме исследования показал, что:

1.  Программы, способной автоматически генерировать варианты контрольной работы из трех заданий с переводом между различными системами счисления, выполнением арифметических операций в двоичной системе счисления и сравнением чисел заданных в различных системах счисления не существует.

2.  Существуют программы, частично реализующие те или иные функции (например, упражняют перевод в выбранную систему счисления и наоборот). Как правило, эти программы разработаны преподавателями информатики, интегрированы в их методическую систему, не имеют возможности вывода сгенерированных заданий на принтер.

3.  Приобретение программ (описанных в пункте 2) требует материальных затрат при малой эффективности использования.

На основании изложенного можно сделать вывод, что решение проблемы исследования путем приобретения готового программного продукта не существует. Возникает необходимость в уникальной разработке собственного решения.

При реализации проекта мы остановили свой выбор на знакомом программном продукте Microsoft Excel 2010. Его среда позволяет реализовать все требования к проекту, а именно:

1.  Генерировать случайные числа в десятичной, восьмеричной, шестнадцатеричной и двоичной системах счисления (или возможностью генерации в одной системе счисления и переводом результатов в другие).

2.  Иметь возможность реализации формального перевода между системами счисления.

3.  Иметь возможность реализации автоматизированного алгоритма выполнения арифметических операций в двоичной системе счисления (или в другой системе с возможностью перевода в двоичную систему).

4.  Иметь возможность автоматизированного выбора минимального и максимального значения среди трех чисел представленных в разных системах счисления (формально или через разработанный алгоритм).

5.  Иметь возможность использования текста задания, вставки графики (опорных таблиц).

6.  Иметь возможность вывода на принтер.

В Microsoft Excel 2010 нет возможности генерации случайных чисел в различных системах счисления. Есть возможность получать случайные числа в заданных границах только в десятичной системе. Это реализуется средствами функции:

·  СЛУЧМЕЖДУ(нижн_граница, верхн_граница)

Для перевода между системами счисления в Microsoft Excel 2010 возможно использовать следующие функции:

·  ДЕС. В.ШЕСТН(число) переводит десятичное число в шестнадцатеричное число;

·  ШЕСТН. В.ДЕС(число) выполняет перевод из шестнадцатеричной системы в десятичную.

Существуют похожие по синтаксису функции для переводов между другими системами счисления.

Сочетание функции генерации случайного десятичного числа и функций перевода между системами счисления, позволяет получить числа в разных системах счисления в заданных диапазона.

Реализация этой возможности требует разработки специального алгоритма с использования функций:

·  МИН(число1, [число2],...)

·  МАКС(число1, [число2],...)

Эти функции находят минимальное и максимальное значение соответственно среди диапазона десятичных чисел (одной системы). Необходимо им сопоставить значение или десятичное, или восьмеричное, или шестнадцатеричное в зависимости от порядка чисел в задании и их величины.

При решении контрольной, бывает необходимо воспользоваться таблицами переводов между различными системами счисления. Их мы взяли в готовом виде (http://health-fitnes. ru/shop/тренажер-системы-счисления/).

На рисунке 1 приведены два сгенерированных варианта контрольной работы.

Рис. 1 Образцы К/р сгенерированные средствами Microsoft Excel 2010

Как видно из приведенных вариантов, работа имеет текстовое и графическое оформление, задания сгенерированы автоматически и не имеют повторений, в едином стиле приведены правильные ответы для организации проверки или самопроверки.

Рассмотрим более подробно реализацию автоматизации расчетов и реализацию формальных и алгоритмических составляющих проекта.

Для генерации случайного числа в ячейке I5 (рис 2) была использована следующая формула: =ДЕС. В.ШЕСТН(СЛУЧМЕЖДУ(256; 510)), она позволяет получить случайное десятичное число в диапазоне [256; 510] и переводит его в шестнадцатеричную систему.

Рис. 2 Окно электронной таблицы с реализованным проектом

В ячейках правильных ответов выполнен перевод из шестнадцатеричной системы в десятичную, двоичную, восьмеричную системы соответственно:

·  D7 =ШЕСТН. В.ДЕС(I5);

·  D8 =ШЕСТН. В.ДВ(I5);

·  D9 =ШЕСТН. В.ВОСЬМ(I5).

Для реализации второго задания работы, потребовались вспомогательные расчеты и формирование текста примеров на дополнительном листе «Промежуточные» (рис.3).

Рис.3 Фрагмент листа «Промежуточные» для второго задания.

В диапазоне ячеек А1:А4 генерируются случайные десятичные числа в заданном диапазоне (подобранным для реализации заданного уровня трудности). В диапазоне ячеек В1:В4 осуществляется перевод десятичных чисел в двоичную систему. В ячейках С1 и С3 формируется строка примера через функцию =СЦЕПИТЬ. В ячейках Е1 и Е2 рассчитываются двоичные результаты решения примеров.

На рисунке 6 изображено сгенерированное задание №2 (рис. 4)

Рис. 4Пример сгенерированного задания №2.

При реализации задания №3, так же пришлось воспользоваться промежуточными расчетами на листе «Промежуточные» (рис. 5).

Рис. 5 Промежуточные расчеты для задания №3.

В диапазоне ячеек А6:А8 реализуется часть алгоритма по вводу чисел а1, а2, а3. В диапазоне ячеек В6:В8 осуществляется перевод и получение алгоритмических переменных в1, в2, в3. В ячейках А10 и А11 определяются минимальные и максимальные значения среди трех десятичных чисел. В ячейках А12 и С12 реализуются алгоритмы ветвления определения и вывода результатов (Рез). После чего данные переносятся через адресацию между листами таблицы на лист «Контрольная» (рис. 6).

Рис. 6 Пример реализации задания №3.

Таким образом, были реализованы все разработанные алгоритмы и формальные расчеты на практике и получен практический результат, а именно: произведена автоматизация процесса разработки и использования многовариантных учебных заданий по разделу «Системы счисления» дисциплины информатика и ИКТ для студентов первого курса ОГБПОУ «Рязанский педагогический колледж»

Существует очень много программ по тестированию, которые близки к предлагаемому варианту, однако представленный проект имеет существенные преимущества перед известными.

Используемые в обучении системы тестирования являются в большей степени «статическими», т. е. они содержат вполне определенный (конечный) набор вопросов и однозначный вариант ответов на них. При таком подходе, запуская и работая с тестовой программой несколько раз, можно очень быстро научиться правильно отвечать на вопросы, попросту запомнить нужные ответы. В этом случае элемент обучения, который преподаватели стараются выработать у учащегося, будет минимальным. Совсем другое дело, если в тестирующей программе будет генератор типовых заданий, который некоторым случайным образом будет формировать эти задания. При этом студент будет получать каждый раз новое задание и вынужден будет научиться переводить числа из одной системы счисления в другую, а не механически запоминать правильный ответ.

В предлагаемой работе осуществляется генерация случайных чисел в различных системах счисления с возможностью перевода между системами счисления.

Необходимо также отметить еще одну положительную сторону проекта: для реализации рабочей среды были взяты в качестве базового хорошо известные электронные таблицы из пакета Microsoft Office.

В результате проделанной работы получилась достаточно эффективная программа автоматизации генерации типовых заданий по разделу «Системы счисления», обеспечивающая получение необходимого количества различных вариантов заданий.

Библиографический список

1.  спользование MS Excel и VBA в экономике и финансах. – Санкт-Петербург, BHV, 2011. – 336 с.

2.  Н. Угринович. Информатика и информационные технологии - М., БИНОМ, 2003г.

3.  , , Зензеров курс информатики для пользователей персональных компьютеров / Уч.-метод. пособие. – Донецк: ДонНТУ, 2013. – 235 с.