Интернет лаборатория

УДК 372.862, 681.5

ИНТЕРНЕТ ЛАБОРАТОРИЯ

Ю. В.  Китаев

СПбНИУ ИТМО

В докладе приводятся возможности разработки, насыщенных графическим пользовательским интерфейсом, интернет приложений для выполнения виртуальных лабораторных работ. Практические результаты представлены специализированными лабораторными работами и универсальной средой для разработки сценариев неспециалистами в области программирования. Результаты некоторых аналогичных работ приведены в [1,2].

Далее, в качестве примера, приведены типовые этапы  разработки специализированной лабораторной работы по исследованию диодных структур. В каждом кадре может помещаться теоретический материал, задача, виртуальные приборы для выполнения задания, рисунки, а также мультимедийные файлы.

Лабораторная работа загружается  из удаленного компьютера с помощью броузера Internet Explorer. Выполнение работы возможно, либо с математической моделью исследуемого прибора, либо дистанционно  с физическим образцом.  В последнем случае связь клиентского компьютера и установки обеспечивается с помощью TCP/IP соединения. Сценарий работы хранится на сервере в виде стандартного HTML файла с внедренным программным объектом, обеспечивающим всю функциональность лабораторной работы. Сценарий состоит из нескольких кадров (этапов) см. рис.1.

 

Рис.1 Два типовых кадра лабораторной работы

Переход от текущего кадра к следующему возможен только после проработки учебного материала, выполнения задания и решения задачи, предложенных в текущем кадре. Характер выполняемой работы предусматривает прохождение всех этапов и выполнение всех заданий, поэтому итоговая оценка по результатам решения задач определяется по количеству неправильных ответов. Профиль выполнения лабораторной работы фиксируется с помощью FTP протокола на удаленном компьютере, где в начале сеанса работы создается временный файл с идентификационным номером студента, датой и временем начала работы. При выполнении задания текущего этапа оценка пересылается во временный файл, откуда может помещаться в базу данных.

Другим направлением работы является создание комплекса программного обеспечения, в дальнейшем называемого "ОБОЛОЧКОЙ", позволяющей студенту при обучении или аттестации интерактивно взаимодействовать с авторскими материалами помещенными в ОБОЛОЧКУ. Исходные авторские материалы могут быть представлены в следующей форме

простой текст без управляющих символов (Win кодировка 1251) текст в формате RTF страница HTML (или Dynamic HTML), в т. ч. с включенными в нее объектами и формами Word документ Excel электронная таблица Adobe документ в формате PDF Рисунки в формате GIF87,JPG, PNG, TIFF и др. Рисунки в формате GIF89 - анимация Мультимедийные аудиовидео файлы в формате AVI Математические формулы для построения двумерных и трехмерных графиков Тесты открытого и закрытого типа, на установление последовательности и соответствия. 

Все разработанные автором материалы предъявляются студенту c помощью ОБОЛОЧКИ в виде последовательности кадров. Количество кадров не ограничивается. За исключением служебного, каждый кадр представляет совокупность "окон", связанных единым графическим интерфейсом. В каждом окне автор размещает по одному материалу в указанной выше форме. Взаимное расположение и содержание окон описываются в файле сценария SCENARY. SCR, который автор пишет самостоятельно. В каждом кадре может находиться несколько окон, но только по одному окну каждого типа. Окна имеют свои имена (идентификаторы), например окно имитирующее осциллограф - oscillograph. Каждое имя имеет несколько свойств, в том числе обязательные свойства положения верхнего (top) левого (left) угла, ширины (width) и высоты (height). Свойства отделяются от имени точкой. Таким образом, oscillograph. top обозначает координату верхней стороны осциллографа, а oscillograph. left является координатой левого его края. Свойства могут быть вложеннными. Например выражение - oscillograph. XAxis. LinearScale. MinValue = - 10, указывает, что "ось Х" (XAxis) осциллографа имеет линейную шкалу (LinearScale), минимальное значение (MinValue), которой равно -10. Обязательным свойством любого используемого в кадре окна является свойство имя. visible=true, которое делает видимым окно с соответствующим именем. Например, если используется осциллограф, то необходимо записать: oscillograph. visible=true. Для удобного описания координат окон можно использовать предопределенные константы: USER_LEFT = 2200 - положение левого края пользовательской зоны (прямоугольника, в котором размещаются окна), USER_TOP = 500 - положение верхнего края пользовательской зоны, USER_WIDTH = 12500 - USER_LEFT - ширина пользовательской зоны и USER_HEIGHT = 8400 - USER_TOP - высота пользовательской зоны. GAP = 100 - зазор между соседними окнами кадра. Значения этих констант (2200, 500, 12500, 8400), за исключением зазора, изменять не рекомендуется. Некоторые окна имеют атрибуты - дополнительные предопределенные обязательные элементы управления или индикации, которые автору описывать не нужно.  Ниже приведен перечень имен окон доступных автору:

Текстовое окно в формате RTF - richtext Простое текстовое окно с помещенным в него заданием - textzadacha Окно для ввода математических формул с одной независимой переменной - formula Окно для отображения математических формул с одной независимой переменной - oscillograph Окно для ввода математических формул с двумя независимыми переменными - formula3d Окно для отображения математических формул с двумя независимыми переменными - graph3d Графическое окно для рисунка в формате (gif, jpg, jpeg) - risunok Графическое окно для анимированных рисунков в формате gif(GIF89) - animationGIF Мультимедийное окно для отображения видеофайлов в формате AVI (без звукового сопровождения) - animation Мультимедийное окно для отображения видеофайлов в формате AVI (со звуковым сопровождением) - api_playavi Таблица - grid Окна для инструментов - slider, mahovik, analogizmeritel, multimetr Окна для рисунка-задания и рисунка-ответа - risunok_zadan, risunok_otv Универсальное окно - univers, позволяет загружать простые текстовые файлы (txt), файлы Word, Excel, AdobePDF, GIF, JPEG, HTML.

Сценарий виртуальной лабораторной работы может написать любой преподаватель по приведенному шаблону и входящему в состав пакета руководству пользователя.

Список литературы

. Использование сервисов WEB 2.0 в лабораторных работах курса физики. Вестник ТГПУ №5, 2012, с.46-48. , , Руднев электронных учебных изданий. Учебно-практическое пособие, Коломна 2005.