Дидактическая инженерия: практика реализации

Для достижения быстрого развития проектно – конструктивных (ABC) способностей студента, на базе усвоенных им знаний, дидактическая система должна обеспечить доступное обучение на высоком уровне трудности. Формально, это требование к дидактической системе подготовки инженера в техногенной образовательной среде (ТОС) может быть детализована и представлена как граф из комплекса частных требований к проектируемой системе (рис. 1).

Разумеется, дидактическая система электронного обучения в ТОС должна обеспечить доступность одновременно и по сложности, и по темпераменту, по web -сети. Очевидно, что на практике спроектировать такую систему, удовлетворяющую всем требованиям по доступности, удается только при «эволюционном» развитии системы. Это означает, что требуется ее согласованное развитие к системам с искусственным интеллектом (smart - системам) по прототипам «от простого к сложному», по крайней мере, по трем компонентам: содержанию, технологиям (обучения, диагностики), программному обеспечению. Теоретические основы и практика использования системы изложены в работах [1 – 5].

Рис.1. Граф требований к дидактической системе электронного обучения

Проектирование системы «Редактор автоматизированных курсов»

Разработанный РЕДАКТОР в виде web - приложения включает функционал, необходимый для выполнения поставленных целей и задач, т.е. позволяет реализовать эффективную массовую подготовку инженеров согласно стандарту в ТОС в метрическом компетентностном формате.

В разработанной системе имеется 3 типа пользователей:

• •    Студент

• •    Преподаватель

• •    Администратор

Администратор системы создается автоматически в момент развёртывания системы. При регистрации нового пользователя, его аккаунту автоматически присваивается тип “студент”. Администратор имеет возможность изменения типа пользователя системы, то есть присвоение пользователю статуса “преподавателя” с передачей должных ему полномочий.

Главная страница содержит краткое описание возможностей системы и форму регистрации нового пользователя (рис. 2).

Риc. 2. Главная страница

Преподаватель имеет возможность создать неограниченное количество курсов в метрическом компетентностном формате. При создании нового курса указывается количество уровней обучения и режим прохождения курса студентом, при указании автоматического режима, для доступа к следующему разделу не требуется ожидать проверки блока задач.

Рис. 3. Управление курсами

Для управления курсом существует специальная страница, на которой имеется возможность добавления темы курса. При создании каждой темы автоматически создаётся необходимое количество разделов для этой темы, под каждый уровень сложности (рис. 3-5).

Рис.5. Управление курсом

Рис.4. Форма создания курса

На странице управление разделом отображаются добавленные теоретические материалы, тесты, блоки задач. Также на данной странице преподаватель имеет возможность изменить настройки раздела (рис. 6).

Для добавления и редактирования материалов раздела, преподавателю предоставляется визуальный редактор текста, который позволяет ему видеть, как материал будет выглядеть на странице после публикации (рис. 7). Используемый визуальный редактор имеет следующие возможности:

• •    Копирование текста с сохранением его стилей из документов и web-страниц

• •    Вставка изображений

• •    Форматирование текста

32. Пост»юша задам дикхрвгмсго лрогозммироеыия

Рис.6. Управление разделом

Рассмигцмм осдбомо^ти гогтанойт различных типов задач диихрвгкиго программыронани* на юожрсгмых прмм«р«х

Ззмл a g«t*^i!i ^ж*» Груээвсй •гнпеЛчег pain слег на m отсеяхз вмрстухлэстыи ь| Li| Предпаппгаетси нотльзоваго» его для перевозе» п видов грузе» GrO1*> вторые сбладпют gbqHctbw несуючыосги Обозначим 6, обьиы занимаемы» отнимай ро груза о /-ы отсого конга*н|ра, обозначим С, доход, моторы» монет быть погт^чех от тг-рсеозми еумниы /-го го уза В рамках сдег»*1ых сбммаипний манат Омть постаапена задана сф|^нмр|:й№ь rwiM iHfpyiw *зит*йнер* т*«. чтобы дом^. голух^ймый, аг пнрне<«»*и был бы ы*х:жмнгв»мым Обозмоиая X, - «цлм'-ествс влипни / -го груза, птаннруемзе к перевоза получим «мгемоти<м1сгую фэрмулирсеку >аавни Z-marvC X,. при otpbhmmwwri ни вмеигимоста oioeiuo т» * ь h (j ■ £ri), условии им слрниателыюсги х, г О и -усгоини нывпимостм грузов яьрзкасиижп гребсвл-мвм цепунеслммости Пм^ымыннн । у ‘ N(j • 1<Л| ГД* ^ * МномаСзаО •н<| урмгыече чш.мп ЕДИМйТМыкн* ишнчие (|0Лданной u

Рис.7. Добавление теоретического материала

В форме редактирования тестов для каждого вопроса указывается его временная сложность, количество вопросов, сам текст вопроса и его ответы (рис. 8). Количество вопросов в каждом тесте зависит от настройки раздела. При редактировании текста вопроса и его ответов также используются возможности визуального редактора.

Рис.8. Форма управления тестом

При создании блока задач, указывается его название и временная сложность (рис. 9). Количество задач в блоке также зависит от настроек раздела. Количество блоков задач на раздел – неограниченно.

Для изготовления двух а и доп изделий В 1 и В 2 используются трее вида Сырья Запасы сырья Первого вида состлплиют 120 кг второго вида 200 кг, третьего вида 180 кг. Дли изготовления единицы изд стыв В 1 используется 4 кт сырье дерна г о видя 10 <1 сырке второго пила, а сырье третьего иидя не истхвгизуется Для изготовления единицы изделия В 2 используется 3 «г сырья первого видя, 10 ст сырья поросо вида и 15 кг сырья третьего вида Найти план прокзосдстоа, обеспсегмваеощий максимальную прибыль, если прибыль

Рис.9. Управление блоком задач

При предоставлении преподавателем студенту доступа к курсу, он имеет возможность проходить его в двух режимах, подготовки и самоподготовки. В режиме самоподготовки студент имеет возможность видеть и отвечать на некоторые вопросы из тестов. Также для него создается блок задач, без возможности отправки на проверку преподавателю (рис.10).

Рис.10. Список разделов курса

Каждый раздел предоставляется студенту как набор теоретических материалов, и, созданный автоматически, вариант тестов и задач. Для успешного прохождения раздела необходимо, чтобы общая оценка за раздел была не меньше чем 0.6, иначе ему необходимо проходить раздел заново. Количество попыток прохождения зависит от указанных преподавателем настроек данного раздела. Если же количество попыток исчерпано, то студент получает оценку, полученную при последнем прохождении раздела (рис. 11).

hp^ Liiiii ■"< itwe.v» Т|инхд:; —я дяди м

1*=м

Рис.11. Страница прохождения раздела

При прохождении теста студент получает определенное количество вопросов из базы вопросов данного типа теста текущего раздела (рис. 12). Количество вопросов определяется настройками раздела. Каждый вопрос может иметь 1 или более правильных ответов. Количество времени на прохождение теста зависит от временной сложности каждого вопроса и коэффициента умножения указанного преподавателем в настройках данного теста. При истечении времени, автоматически отправляются ответы студента на тест в том состоянии, в котором они находились на данный момент.

з Какой или какие методы гарантируют получение оптимального плана перевозок транспортной задачи?

1 иошдГеуи!

3 метод гхиенимажее

4 метод сеял ро-мл хдмсго утпд

4 Матрица тарифов транспортной задачи должна быть: L иенфеммем*

L 4мае<те»*

3  ••e<>r^u»ie*w«'H

4 с мм метр нм» и и з Выберите верные из нижеприведенных утверждении

1 часел переменны г грамспвдпмаИ а ада пи рвип пре «ям адом мю wc*e гл делла ед *аясла ппгреаыедпмя

Ж чясдо переменных гржнсгсргнон яддачя рдяно размерности метрямы пвряфод

3 «тс w пгременмых пимтетмой емичд «и<не

4 чисел nep»Me«Hwx пынтчт-лн ew* мямаше мем рядил промэеелд**» числа с сяадлр не чек. т ллтрлбмтняем

OfWIWTN

Рис.12. Прохождение теста

Набор задач, предоставленный студенту, содержит по одной задаче из каждого блока (рис. 13). Для описания решения студент может использовать, как визуальный редактор текста, так и загрузку файла, содержащего решение.

Рис.13. Решение задач

После отправки решения студентом, преподаватель, создавший данный курс, может просмотреть список отправленных ему решений. В данном списке на первых места отображаются непроверенные решения. В списке отображается раздел, которому принадлежит данное решение, и студент отправивший решение (рис. 14).

Рис.14. Список отправленных решений

При просмотре решения преподаватель видит текст задачи, и ответ студента (рис. 15). Если был загружен файл с решением, то появится соответствующая кнопка для скачивания данного файла. Каждое решение может быть оценено значением от 0 до 1. После оценивания решения, автоматически рассчитывается оценка студента за данный раздел, зависящая от его результатов тестов и оценкой за решение задач.

Рис.15. Оценивание решения задач

После прохождения всех разделов курса, рассчитывается оценка за данный курс, зависящая от оценки каждого раздела. Также результат отображается в графическом виде в виде многоугольника. Значениями вершин являются сложности разделов, а значения полученные студентом зависит от оценки решения блоков задач. Также на странице результатов выводится все оценки разделов, тестов и задач. Данная страница доступна как студенту, так и преподавателю (рис. 16).

Рис.16. Вывод результатов

Заключение

В целом, РЕДАКТОР  (  предполагается использовать коллективом преподавателей по следующей схеме:

• 1.    Организуется коллектив преподавателей. Любой преподаватель из коллектива может создать учебный курс для освоения студентами, какой – то компетенции. Учебный курс должен быть авторским с прототипом, изданным на бумажном носителе как методическое пособие.

• 2.    Каждый новый учебный курс проходит процедуру рецензирования и разворачивается в библиотеке РЕДАКТОР.

• 3.    РЕДАКТОР планируется развернуть в облаке и использовать по технологии «тонкий клиент».

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ (проект № 15-07-05761).