XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

В сложившихся условиях пандемии требования к цифровизации сильно возросли. В связи с этим как никогда важным становится разработка интерактивных учебных систем, поддерживающих возможность онлайн обучения. В данной системе описаны начальные этапы проектирования такой системы в рамках предмета «Функциональное программирование».

Сфера информатизации развивается уже длительное время, но отрасль образования в данной сфере начала развиваться совсем недавно. Первые подвижки в данной области совершил Массачусетский технический университет в 2001 году. Он предоставлял свои курсы пользователям в своем интернет ресурсе. Подражая его инициативе многие вузы мира создавали свои электронные ресурсы. Это событие можно считать началом цифровизации образовательной среды.

На данный момент можно выделить несколько типов электронного обучения. Охарактеризуем типы для выбора наиболее подходящего варианта в рамках темы «Функциональное программирование».

Тип 1. Полное электронное обучение.

Данный тип можно охарактеризовать следующей схемой.

Рисунок 1 – Схема полного электронного обучения.

В полном электронном обучении в качестве преподавателя выступает система.

Функции системы:

предоставление лекционных и практических материалов;

выдача заданий, проверяющий знание студента по изученному материалу;

обработка результатов выполненных заданий;

предоставление результатов студенту.

Достоинства системы:

не требует вмешательства других людей;

позволяет студенту работать в своем темпе.

Недостатки системы:

сложность разработки системы, при разработке необходимо учитывать поведение студента.

Тип 2. Поддержка обучения с помощью электронных учебников

Рисунок 2 – Схема поддержки обучения с помощью электронных учебников.

В данном типе электронного обучения система является вспомогательным источником знания для студента.

Функции системы:

предоставление лекционных и практических материалов.

Достоинства системы:

индивидуальный подход к студенту.

Недостатки системы:

необходимость в личном контакте;

отсутствие постоянного доступа к преподавателю, не позволяет студенту самостоятельно выполнять задания и получать результаты.

Тип 3. Дистанционное обучение

Рисунок 3 – Схема дистанционного обучения.

В дистанционном обучении электронная система является посредником между преподавателем и студентом

Функции системы:

предоставление лекционных и практических материалов;

предоставление ответов студентов преподавателю;

предоставление результатов студенту.

Достоинства системы:

индивидуальный подход к студенту;

нет необходимости в личном контакте.

Недостатки системы:

отсутствие постоянного доступа к преподавателю, не позволяет студенту самостоятельно выполнять задания и получать результаты.

Помимо основной цели, а именно обеспечение электронного обучения, данная система также выполняет вспомогательную функцию – популяризация декларативной парадигмы программирования, функционального программирования.

Функциональное программирование — раздел дискретной математики и парадигма программирования, в которой процесс вычисления трактуется как вычисление значений функций в математическом понимании последних (в отличие от функций как подпрограмм в процедурном программировании). Вызов функций является единственной разновидностью действий, выполняемых в функциональной программе. Такая разновидность программирования позволяет решить некоторое количество проблем, решение которых императивным методом нерационально.

Опираясь на вышеизложенные факты, целесообразно будет использовать модель электронного обучения первого типа, а именно полное электронное обучение. Данная система будет предоставлять электронный учебно-методический комплекс, состоящий из следующих элементов:

текстовый модуль;

модуль тестов;

проверочный модуль;

игровой модуль.

Проверочный модуль представляет собой on-line компилятор для языка, с возможностью верификации введённой программы. Модуль протестирует программу эталонными данными и выдаст пользователю результат проверки.

Текстовой модуль представляет собой набор лекций и заданий к лекционному материалу в текстовом виде.

Модуль тестов предоставляет собой набор тестовых вопросов к лекционному материалу.

Игровой модуль содержит элементы, которые предназначены разнообразить процесс обучения.

На рисунке 4 представлена UML диаграмма кооперации.

Рисунок 4 – Диаграмма кооперации

В ходе проектирования системы модуль тестов и игровой модуль будут объединены в модуль оценочных средств в связи с похожей структурой.

Литература

1 . Филд А. Функциональное программирование / А. Филд, П. Харрисон. Пер. с англ. — М.: Мир, 2013. — 637 с.

2. Зайцева Т.В. Интеллектуальные информационные системы: Учебно-методический комплекс / Зайцева Т.В., Нестерова Е.В — Белгород: НИУ БелГУ, 2014. — 45 с.

Код для цитирования: Скопировать