Описание предметной области

Аналитическая часть

В данной курсовой работе требуется автоматизировать процесс обучения студентов по дисциплине «Программирование». Для описания предметной области воспользуемся диаграммой IDEF0, составленной в программе AllFusion Process Modeler R7.

Рисунок 1.1. Описание предметной области IDEF0 диаграмма №1

На рисунке 1.1 рассмотрен учебный процесс изучения курса программирования в вузе. Этот процесс регламентируется учебной программой курса и учебным планом. Обучение ведется под контролем преподавательского состава, которому оказывается помощь со стороны учебно-вспомогательного персонала (лаборанты и мастера производственного обучения). Также в процессе обучения задействованы программные и технические средства. В качестве итогового испытательного мероприятия выступает экзамен, позволяющий оценить уровень облученности студента. По результатам сдачи экзамена выставляется итоговая оценка.

При разбиении сложного процесса на составляющие его функции применяется принцип декомпозиции. Декомпозиция позволяет представить модель системы в виде иерархической структуры отдельных диаграмм, что делает ее менее перегруженной и легко усваиваемой. На рисунке 1.2 изображена декомпозиция учебного процесса.

Рисунок 1.2. Описание предметной области. IDEF0 диаграмма №2

Декомпозиция наглядно отражает этапы реализации образовательного процесса: вводная часть, сообщение теоретического материала, практические задания, проверка знаний и подведение результатов. На каждом из этапов обязательно взаимодействие преподавателей с обучаемым с целью передачи последним знаний и опыта. В некоторых подпроцессах участвует также вспомогательный персонал. Во время обучения используются ПО и технические средства. Весь процесс обучения регламентируется программой курса и учебным планом. В конце подводятся итоги обучения, выносится оценка знаний студента.

На рисунке 1.3 представлена декомпозиция процесса проверки знаний. Проверка знаний студента проходит с помощью тестирования. После того, как студент получает задания и решает их, преподаватель проверяет правильность решения и выставляет оценку.

Рис 1.3. Описание предметной области. IDEF0 диаграмма №3

Итак, в ходе изучения предметной области были выявлены следующие проблемы:

· на прохождение каждого этапа в процессе обучения затрачивается слишком много времени;

· тестирование и проверка тестов не всегда осуществляется с помощью ПО и технических средств, а зачастую происходит вручную;

· сообщение теоретического материала происходит в традиционной форме и требует активного участия, как студентов, так и преподавателей;

· при подведении результатов и оценивании знаний студента играет роль людской фактор, что зачастую не всегда сказывается благоприятным образом на знании студента.

Анализ научной литературы показывает, что данные проблемы могут быть решены с использованием автоматизированных обучающих систем.

Автоматизированные обучающие системы представляют собой комплексы научно-методической, учебной и организационной поддержки процесса обучения, проводимого на базе компьютерных, или, как их также называют, информационных технологий. С позиций современной дидактики введение информационной среды и программного обеспечения внесло огромное количество новых возможностей во все области процесса обучения. Компьютерные технологии представляют собой принципиально новые средства обучения. За счет своего быстродействия и больших резервов памяти они позволяют реализовывать различные варианты сред для программированного и проблемного обучения, строить различные варианты диалоговых режимов обучения, когда так или иначе ответ учащегося реально влияет на ход дальнейшего обучения.

Вследствие этого современный педагог с неизбежностью должен осваивать новые образовательные подходы, опирающиеся на средства и методы индивидуального компьютерного обучения. В общем случае педагог получает доступ к компьютерным средствам, информационной среде и программным продуктам, предназначенным для обеспечения преподавательской деятельности. Все эти средства образуют комплексы автоматизированных обучающих систем.

В рамках автоматизированных обучающих систем на сегодняшний день решается ряд задач обучения. В первую группу можно отнести задачи проверки уровня знаний, умений и навыков учащихся до и после обучения, их индивидуальных способностей, склонностей и мотиваций. Для таких проверок обычно используют соответствующие системы (батареи) психологических тестов и экзаменационных вопросов. К этой же группе относятся задачи проверки показателей работоспособности учащихся, что осуществляется путем регистрации таких психофизиологических показателей, как скорость реакции, уровень внимания и т.д. [7]. К таким системам относится система «Федерального интернет - тестирования в сфере профессионального образования».

Рисунок 1.4. Сайт Федерального интернет - тестирования в сфере профессионального образования

Интернет-экзамен в сфере профессионального образования (ФЭПО) проводится в форме компьютерного тестирования студентов и направлен на проверку выполнения требований Государственных образовательных стандартов профессионального образования. Целью ФЭПО является формирование единых требований к оценке качества подготовки специалистов.

В целях оказания помощи вузам при создании систем управления качеством подготовки специалистов на основе независимой внешней оценки Национальное аккредитационное агентство в сфере образования проводит эксперимент по введению Федерального экзамена в сфере высшего профессионального образования (ФЭПО). Содержанием эксперимента является проведение компьютерного Интернет-тестирования в части внешней оценки уровня подготовки студентов на соответствие требованиям государственных образовательных стандартов.

Принципы ФЭПО:

· принцип добровольности участия вузов;

· принцип полного доверия вузам по вопросам соблюдения технологии проведения экзамена;

· проведение экзамена в единое время по единым измерительным материалам;

· два режима проведения экзамена: on-line off-line.

ФЭПО – это тестирование студентов совокупности образовательных программ или одной образовательной программе всех вузов Российской Федерации с использованием среды Интернет в режиме off-line или в режиме on-line.

ФЭПО позволит объективно оценить степень соответствия содержания и уровня подготовки студентов требованиям государственных образовательных стандартов.

ФЭПО позволит сравнить результаты освоения стандарта студентами данного вуза с результатами других вузов.

Результаты ФЭПО оформляются в виде информационно-аналитической карты, содержащей материалы, предназначенные для принятия решений в системе внутривузовского управления качеством подготовки.

ФЭПО позволит эффективно использовать результаты экзамена при самообследовании для комплексной оценки вуза.

Участие вузов в ФЭПО будет способствовать созданию системы обеспечения качества подготовки студентов на основе независимой внешней оценки [14].

Вторая группа задач связана с регистрацией и статическим анализом показателей усвоения учебного материала: заведение индивидуальных разделов для каждого учащегося, определение времени решения задач, определение общего числа ошибок и т.д. К этой же группе логично отнести решение задач управления учебной деятельностью. Например, задач по изменению темпа предъявления учебного материала или порядка предъявления учащемуся новых блоков учебной информации в зависимости от времени решения, типа и числа ошибок. Таким образом, эта группа задач направлена на поддержку и реализацию основных элементов программированного обучения [7]. К таким системам относится «Интернет университет информационных технологий» (Интуит).

Рисунок 1.5. Интернет университет информационных технологий

Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ) это частная организация, которая ставит следующие цели:

· финансирование разработок учебных курсов по тематике информационно-коммуникационных технологий;

· координация учебно-методической деятельности предприятий компьютерной индустрии по созданию учебных курсов по ИКТ;

· обеспечение профессорско-преподавательских кадров вузов и их библиотек учебниками и методическими материалами по курсам ИКТ;

· содействие органам государственной власти в области развития образовательных программ, связанных с современными информационными технологиями.

Это частная организация, учредителями которой являются физические лица. Это даже не учебное заведение, по крайней мере, в том смысле, в котором этот термин используется в официальных документах. Проект существует за счет учредителей. Финансовую поддержку ему оказывают ряд российских и иностранных компаний и частных лиц. Некоторые курсы создаются при поддержке компаний и частных спонсоров, информация об этом специально указывается на сайте [10].

Третья группа задач АОС связана с решением задач подготовки и предъявления учебного материала адаптации материала по уровням сложности, подготовки динамических иллюстраций, контрольных заданий, лабораторных работ самостоятельных работ учащихся. В качестве примера уровня таких занятий можно указать на возможности использования различных инструментов информационных технологий. Другими словами, использования программных продуктов, дающих возможность формирования различных сложных лабораторных и др. практических работ. Например, таких, как сборка «виртуального» осциллографа с последующей демонстрацией его возможностей по регистрации усилению или синхронизации различных сигналов. Аналогичные примеры из области химии могут касаться моделирования взаимодействия сложных молекул, поведения растворов или газов при изменении условий эксперимента. К этим системам относят электронные учебники [7].

Электронный учебник– это продукт образовательного характера, отличие которого от традиционного учебника в том, что просмотреть его можно только с помощью компьютера. Электронный учебник так же, как и обычный, соответствует всем нужным учебным программам [17].

Техническое обеспечение автоматизированных обучающих систем основано на локальных компьютерных сетях, включающих автоматизированные рабочие места (АРМ) учащихся, преподавателя и линии связи между ними. Рабочее место учащегося, кроме монитора (дисплея) и клавиатуры, может содержать принтер, такие элементы мультимедиа, как динамики, синтезаторы звуков, текстовые и графические редакторы. Цель этих всех технических и программных средств состоит в обеспечении учащихся средствами решения, справочным материалом и средствами регистрации ответов [15].

В настоящее время разработано большое число электронных учебных материалов, в качестве которых выступают электронные учебники, электронные учебные пособия, автоматизированные обучающие системы и т.п. Существующие электронные учебные материалы решают те или иные задачи обучения с большей или меньшей эффективностью, которая определяется, прежде всего, степенью управляемости обучаемым в процессе обучения. В условиях нарастающего интереса, к созданию различных вариантов электронно-методических материалов возникает необходимость в классификации этих материалов с целью оценки их различия и определения области применения. Уже существует ряд классификаций обучающих систем по различным их свойствам. Однако нет классификации, отражающей управляемость обучаемого системой, что при расширяющемся использовании электронных учебных материалов, является важным на данный момент [12].

Сайты, посвященные дисциплине «Программирование».В настоящее время существуют множество сайтов посвященных дисциплине «программирование». На сайтах изложено много теоретического материала, на форумах можно найти помощь по выполнению практического материала. В основном эти сайты настроены на самообучение.

Информация на сайтах содержится разнородная. Это информация для начинающих, «середнячков» и профессионалов.