УДК 378.14:004.43

Дракон-редактор как основное звено в формализации целевых дидактических ресурсов для проектирования интерактивного учебного курса

Н.Г.Созоров., М.В.Трошин

Россия, г. Томск, Томский политехнический университет
Отдел информатизации образования
E-mail: sozorovn@tpu.ru twins_box@sibmail.com

В данной статье представлено описание инструмента для формализации опыта автора в проектировании интерактивного учебного курса (ИУК), позволяющего оперативно вносить изменения в основной элемент ИУКа по результатам использования непосредственно в учебном процессе.

На данный момент в обществе происходит неудержимое развитие информационных технологий, особенно в области коммуникации, виртуальной реальности и глобальных сетей. И в образовательной сфере широко используют разнообразное программное обеспечение, электронные учебники, тренажеры, практикумы и другие электронные ресурсы. Но, фактически, современные обучающие системы не позволяют оперативно получать актуальную информацию, развивать мышление, не дают человеку возможность по-новому решать творческие задачи и изменять сложившийся стиль мыслительной деятельности.

В Томском политехническом университете для обеспечения решения вышеизложенной проблемы ведется разработка инновационной образовательной системы. Далее рассмотрим один из инструментов для наполнения базы данных программно-технического комплекса ресурсами.

Редактор дидактических ресурсов разработан с использованием клиент-серверных Web-технологий (а именно FLASH технологии). Данный программный продукт предназначен для преподавателей, с целью структурирования необходимых в обучающем процессе дидактических ресурсов, то есть проектирования автономных блоков. Автономный блок – это комплекс ресурсов, необходимых и достаточных для решения студентом самостоятельно задач определенного класса по конкретному курсу обучения и формирующий у него соответствующее умение. Основой автономного блока является алгоритм решения конкретной задачи (определенного класса задач предметной области), которую можно разделить на «неделимые» шаги текущего логического уровня. Эти шаги называются шагами автономного блока. Каждый шаг алгоритма опирается на три источника ресурсов: практические, теоретические и справочные. Опорный практический ресурс может быть представлен автономным блоком или несколькими автономными блоками сформированных умений. Теоретический ресурс – это слот теоретического модуля. Теоретический модуль включает в себя набор функциональных слотов, содержащих дидактические единицы знания, которые структурированы определенным образом в соответствии с авторским представлением. Справочные ресурсы – это наборы справочных таблиц и т.д. Цель – создание виртуального пространства предметной области, в котором существует путеводитель – познавательная карта курса, и в котором можно вести диалог “преподаватель - компьютер – студент” в процессе обучения на языке, близком к профессионально-предметному. Это достигается с помощью двух направлений: технологии итеративного проектирования интерактивных обучающих систем и технологии когнитивного моделирования взаимодействия человека и компьютера [1], то есть выполнение работ ведется параллельно с непрерывным анализом полученных результатов и корректировкой предыдущих этапов разработки, учитывая психологические особенности как студентов, так и преподавателей. Этот процесс обеспечивает совместная работа преподавателей и студентов в специализированной аудитории с обратной связью [2]. При работе пользователей с системой важна регистрация таких показателей как время освоения, скорость освоения основных заданий, задач, тестов на различные таксоны [3], субъективная удовлетворенность студентов и преподавателей, устойчивость приобретенных умений. В качестве инструмента для проектирования автономных блоков, используется алгоритмический язык ДРАКОН, который позволяет преподавателю-разработчику формализовать свой опыт без помощи инженеров по знаниям, выражать свои мысли на своем родном профессиональном языке, но в строгом формализованном виде. Язык ДРАКОН был создан прежде всего как инструмент, обеспечивающий безукоризненное взаимопонимание между людьми. Таким образом, язык является одним из инструментов усиления интеллекта. Формализация данных осуществляется при помощи построения дракон-схем.

Редактор ресурсов обеспечивает возможность выполнения перечисленных ниже функций:

• Создание дракон-схем:

- Использование графических икон языка ДРАКОН.

- В процессе работы, автоматическое соблюдение правил построения схем согласно языку ДРАКОН.

- Добавление элемента к схеме из списка основных икон языка ДРАКОН.

- Автоматическое создание связей между иконами схемы.

- Создание дополнительной связи между иконами схемы.

- Создание циклических связей между иконами схемы.

- Корректировка содержимого текста внутри иконы схемы.

- Проверка корректности созданной схемы (согласно правилам построения) при окончании работы.

• Редактирование блок-схем:

- Удаление иконы из схемы корректным изменением связей и структуры для оставшейся части (при удалении элемента, имеющего связи низшего уровня (потомков), происходит их удаление).

- Создание макросов (сложных элементов, состоящих из набора, связанных между собой основных икон) и их сохранение для дальнейшего использования.

- Дублирование отдельных икон схемы, для простоты ее редактирования.

- Отмена произведенных изменений.

• Загрузка и сохранение созданной схемы в XML формате.

• Печать схемы. Редактор обладает интуитивно понятным интерфейсом, что дает возможность пользователям, имеющим различный уровень владения компьютерными технологиями, овладеть навыком работы с данным программным продуктом. В состав редактора входит меню графоэлементов. Чтобы нарисовать дракон-схему, пользователь, используя меню, рисует или, как говорят, конструирует дракон-схему.

Особенности данного продукта:

• Возможность создания заготовок - макросов. Макросы – это ранее созданные дракон-схемы более простых алгоритмов. Пользователь имеет возможность включать (загружать) вставки таких алгоритмов во вновь создаваемые более крупные схемы, для упрощения чтения алгоритма и компактного отображения на экране.

• Уникальность имен всех блоков и схем (все имена имеют прямую зависимость с порядковыми номерами элементов массива, в котором они хранятся) – при удалении и других действиях происходит полный пересчет имен. Такая система позволяет сократить рекуррентные обходы графа.

• Возможность сохранения дракон-схемы (при этом сохраняются все вставки и циклы) в XML формате.

• Отслеживание структуры создаваемой дракон схемы и вывод предупреждения о неправильном построении связей.

• Использование алгоритмического языка ДРАКОН, разработанного совместными усилиями Российского космического агентства и Российской академии наук. Создателем языка является Паронджанов В.Д.. Впервые ДРАКОН был использован при создании космического корабля «Буран» [4].

На данном этапе ведется тестирование прототипа редактора при участии преподавателей-разработчиков интерактивных учебных курсов и сотрудников отдела информатизации образования Томского политехнического университета. В ходе тестирования определяются новые необходимые функции, облегчающие работу с программой, а также дополнения к интерфейсу. Все требуемые изменения вносятся в ближайшее время, и продукт снова поступает на стадию тестирования. В дальнейшем планируется внедрение редактора в более крупный программно-технический комплекс – систему «АКСОН».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Каптелинин В. Психологические проблемы разработки пользовательских интерфейсов// психологический журнал. 1992. №5.

2. Созоров, Н.Г. Диалог в автоматизированной лекционной аудитории. /Карякин Ю.В., Созоров Н.Г.// Образовательная выставка. Ресурсы развития системы образования: материалы V Всерос. науч.-практ.конф. – Новосибирск:2003.

3. Толлингерова Д. Психология проектирования умственного развития детей /Д. Толлингерова, Г.Голоушкова, Г.Канторкова. –М.;Прага, 1994. – 48с.

4. Паронджанов В. Как улучшить работу ума: Алгоритмы без программистов – это очень просто! /В.Паронджанов. –М;Дело, 2001. -360с.