CC BY
58
УДК 681.3
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ УЧЕБНО-СПРАВОЧНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
М.Ю. Сергеев, Т.И. Сергеева
Рассматриваются особенности построения автоматизированных учебно--справочных комплексов, структура информационного и программного обеспечения комплекса. Приведены примеры реализации комплекса
Ключевые слова: программное обеспечение, информационное обеспечение, структура
Организация эффективного учебного процесса невозможна без применения специальных справочных комплексов учебного назначения.
Специализированный учебно-справочный комплекс - система, использующая компьютерные программно-технические
средства и технологии, предназначенная для нахождения и выдачи пользователям учебно-справочной информации [1].
Учебно-справочный комплекс выполняет следующие функции [2]:
- стандартизация и структуризация учебно-справочной информации;
-ввод, редактирование и визуализация данных по структуре изучаемой дисциплины;
- ввод, редактирование и визуализация учебно-методических контентов;
- реализация оперативного и удобного поиска необходимых учебно-методических контентов и представление структурированной теоретической и методической информации в виде, приемлемом для пользователя.
Реализуемая в учебно-справочном комплексе поисковая система имеет следующие характеристики:
- поиск необходимой учебно-методической информации может осуществляться через дерево объектов (учебно-методических контентов) или через систему пользовательских окон, обеспечивающих выбор уточняющих показателей поиска (дисциплина, раздел, тема, учебно-методический материал);
- выбранный контент с учебно-методическим материалом должен отражаться в той программе, в которой он создан, например, в текстовом редакторе Word.
Компоненты автоматизированного
комплекса можно разделить на следующие группы:
Сергеев Михаил Юрьевич - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (473) 243-77-18
Сергеева Татьяна Ивановна - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (473) 243-77-18
- информационный компонент; это база данных (БД), в которой хранятся структурированные данные об изучаемых дисциплинах, учебно-методические материалы (лекции; методические указания к выполнению практических, лабораторных и контрольных работ; задания; контрольные вопросы; контрольно-тестовые материалы);
- средства связи базы данных с системой управления базой данных;
- программный компонент.
Структуризация учебной информации
может быть реализована в несколько этапов.
На первом этапе должна быть структурирована дисциплина.
Пусть Di - i-ая дисциплина учебного плана. Она должна быть представлена, как
Di = {Rij}, j = 1,...Л где Rij - j-й раздел i-й дисциплины; Ji -количество разделов в i-ой дисциплине.
В свою очередь, раздел может быть представлен следующим образом:
Rij = {Tjm}, m = 1,...,Mij, где Tijm - m-ая тема j-ого раздела i-й дисциплины; Mij - количество тем в j-ом разделе i-й дисциплины.
На втором этапе для каждой темы должен быть определен набор учебно-методических контентов:
Kijm {^iimn}^ n 1,.,Nijm,
где kijmn - n-й контент m-ой темы j -ого раздела i-й дисциплины; Nijm - количество контентов в m-ой теме j-ого раздела i-й дисциплины.
Каждый тип контента (лекция, методический материал для лабораторной работы, задание, тесты и т.д.) должен быть создан в соответствующей программе (чаще всего текстовый редактор Word) и сохранен в отдельном файле.
Для упорядочивания информации все файлы с контентами сохраняются в отдельной папке.
База данных автоматизированного комплекса представляет собой набор реляционных взаимосвязанных таблиц. Возможный набор таблиц следующий:
- дисциплины;
- разделы;
- темы.
Контенты могут быть представлены в отдельной таблице (ссылка на каждый контент хранится в отдельном кортеже) и связаны с соответствующей темой (произвольный набор контентов), либо являться частью таблицы «Темы» (фиксированный набор ссылок на контенты, назначение и количество которых неизменно).
База данных автоматизированного комплекса может быть создана для локальной или сетевой реализации в зависимости от организации вычислительной системы в лабораторных аудиториях. Локальная база данных может быть установлена на локальный компьютер или на сетевом диске на сервере. Сетевая база данных устанавливается на сервере.
Для создания и управления локальной базой данных можно использовать СУБД Access различных версий. Для создания сетевой базы данных можно использовать SQL Server или Inter Base в зависимости от программной реализации приложения.
Как уже отмечалось, контенты хранятся в отдельных файлах в отдельной папке с фиксированным местом хранения, в базе данных сохраняются адреса хранения файлов с контентами. Это обеспечивает возможность автономного редактирования каждой единицы учебно-справочной информации.
Общая схема организации
информационного компонента
автоматизированного комплекса приведена на рис. 1.
Информационный компонент
СУБД
J k
1 г
База
данных
Рис. 1. Структура информационного компонента
Программный компонент комплекса должен решать следующие задачи:
- это модули управления электронными учебными материалами,
- модули реализации поиска электронных контентов учебного назначения;
- модули визуализации результатов поиска.
Автоматизированный учебно-справочный комплекс реализован в нескольких вариантах.
Автоматизированный учебно-справочный комплекс для дисциплины «Методы оптимизации» включает:
- базу данных, созданную средствами СУБД Access;
- приложение, созданное в среде программирования Delphi 7.0.
Данные о дисциплине представлены в трех таблицах:
- таблица «Дисциплины» (номер дисциплины, название дисциплины);
- таблица «Лабораторные работы» (номер лабораторной работы, тема лабораторной работы, номер дисциплины);
- таблица «Методы» (номер метода, название метода, номер лабораторной работы, ссылки на файлы с контентами).
В качестве контентов выбраны структурированные элементы учебной информации (теоретический материал, содержащий описание метода, стратегии поиска и алгоритма решения; структурную схему программной реализации метода; программа реализации метода на языке Паскаль; программа реализации метода на языке СИ; вид пользовательского интерфейса; задания на выполнение лабораторной работы).
Контенты созданы в текстовом редакторе Word 2003.
Программа реализована в среде программирования Delphi 7.0.
Программа выполняет следующие действия:
- ввод и редактирование данных в таблицу «Дисциплины»;
- ввод и редактирование данных в таблице «Лабораторные работы» с одновременным отображением таблицы «Дисциплины»;
- ввод и редактирование данных в таблице «Методы» с одновременным отображением таблиц «Дисциплины» и «Лабораторные работы»; реализовано подключение к базе данных ссылок на файлы с учебно-методическими контентами;
- поиск и отображение выбранного контента; поиск реализован через выбор из списка дисциплины, лабораторной работы и контента; контент отображается в окне текстового редактора Word. Доступ к некоторым контентам закрыт паролем
(например, текст программы). Пароль, при необходимости, вводится преподавателем.
Созданный программный комплекс обеспечивает управление электронными учебными материалами и организует автоматизированную справочную информацию для организации лабораторных работ по методам оптимизации.
Автоматизированная информационно-справочная система «Разработка приложений для работы с базой данных с применением технологии ADO» также построена на основе типовых подходов к организации автоматизированных учебно-справочных
комплексов. Данная справочная система может быть использована для организации учебного процесса по дисциплине «Базы данных».
Информационная компонента комплекса состоит из локальной базы данных, представленной таблицами «Дисциплины», «Разделы», «Темы». Ссылки на учебно-методический контент находятся в таблице «Темы».
В данной системе учебно-справочный контент разбит на разделы:
- создание базы данных, таблиц, установление связей между таблицами;
- создание форм для ввода и редактирования данных;
- реализация сортировки, вычислений и фильтрации данных;
- создание запросов;
- создание отчетов.
Разделы в свою очередь разделяются на темы, с каждой из которых связан определенный контент, хранящийся в отдельном файле.
В целях упорядочивания информации файлы с контентами находятся в одной папке вместе с разработанным приложением для работы с автоматизированным комплексом.
Контенты содержат описание технологии разработки элементов приложений для работы с базами данных.
Справочная информация динамически формируется в виде дерева контентов на основе информации, находящейся в таблицах базы данных. Обучаемый может сворачивать и разворачивать дерево контентов. Щелчок по отдельному компоненту на дереве приводит к загрузке соответствующего файла в окне установленного на компьютере редактора Word.
Типовая структура дерева контентов представлена на рис. 2.
Рис. 2. Дерево контентов Применение различных учебно-справочных систем, построенных на основе типового автоматизированного учебно-справочного комплекса, обеспечивает структуризацию учебной информации, дает удобный инструментарий для управления электронными учебными материалами и повышает эффективность учебного процесса.
Литература
1. Сергеев, М.Ю. Системы управления содержимым обучения на основе многократного использования модулей учебного материала [Текст] / М.Ю. Сергеев, Т.И. Сергеева // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2013. Т. 9. № 3.1. С. 13- 18.
2. Сергеев, М.Ю. Автоматизированная вычислительная система управления многоуровневым контентом [Текст] // Системы управления и информационные технологии - 2010. - Т. 39. - № 1.2. - С. 268-272.
3. Подвальный, С.Л. Многоальтернативные системы: обзор и классификация [Текст] / С.Л. Подвальный // Системы управления и информационные технологии. - 2012. - Т. 48. - № 2. - С. 4-13.
4. Podval'ny, S.L. Intelligent modeling systems:Design principles [Text] / S.L. Podval'ny, T.M. Ledeneva // Automation and Remote Control. - 2013. - Т. 74. - №7. -С.1201-1210.
Воронежский государственный технический университет
AUTOMATED COMPUTER-ASSISTED EDUCATIONAL COMPLEXES
M.Yu. Sergeev, T.I. Sergeeva
Considered problems of automated computer-assisted educational complexes design, information and software structure. Given the example of computer-assisted educational complex realization Key words: software, informational support, structure
