LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 3
(всего 5)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Руководитель работы д.т.н., проф. Григорьев Ю.А.

4.1. ВВЕДЕНИЕ

Целью проекта является разработка обучающей компьютерной программы по курсу "Проектирование баз данных", обеспечивающей повышение доступности, эффективности и качества обучения соответствующей учебной дисциплине в рамках учебно-методического комплекса в системе открытого образования. В задачу создания компьютерной программы входит изучение учащимися фундаментальных основ по курсу баз данных, а также освоение ими принципов и средств проектирования систем на основе баз данных.
Содержание разрабатываемой обучающей программы должно соответствовать требованиям Государственного общеобразовательного стандарта по направлению подготовки дипломированного специалиста 654600 - Информатика и вычислительная техника. В составе компьютерной программы должны быть предусмотрены средства для изучения теоретических материалов, современных пакетов прикладных программ, поддерживающих этапы проектирования баз данных, а также средства контроля знаний учащихся.
Проект рассчитан на два года (2003 - 2004 г.). Ниже приводится отчёт о работе за 2003 г., выполненной в соответствии с пунктами 1 - 4 технического задания.

4.2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ОБУЧАЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ

На первом этапе была разработана структура курса и сценарий работы обучающей программы. Курс состоит из глав, разделов и пунктов. Ниже приведена структура курса на уровне глав и разделов.
1. Основы построения баз данных
1.1. Роль и место баз данных в составе АСУ
1.2. Архитектура баз данных
1.3. Модели данных
Контрольные вопросы
2. Ручное проектирование инфологической схемы базы данных
2.1. Сущности и связи
2.2. ER-диаграмма в нотации Чена
2.3. Абстракции агрегации, обобщения и ассоциации, используемые при проектировании баз данных
Контрольные вопросы
3. Нормализация схем отношений
3.1. Определения
3.2. Задача нормализации схем отношений
3.3. Основные операции реляционной алгебры
3.4. Функциональные зависимости и аксиомы Амстронга
3.5. Замыкание множества атрибутов
3.6. Покрытие множества функциональных зависимостей
3.7. "Хорошая" схема базы данных
3.8. Свойство соединения без потерь
3.9. Свойство сохранения зависимостей
3.10. Третья нормальная форма
3.11. Построение "хорошей" схемы базы данных
3.12. Практические приёмы нормализации схем отношений
Контрольные вопросы
4. Проектирование запросов к базе данных
4.1. Язык SQL
4.2. Язык описания данных
4.3. Извлечение данных
4.4. Обновление данных
Контрольные вопросы
5. Оптимизация запросов к базе данных
5.1. Последовательность оптимизации запросов
5.2. Законы реляционной алгебры
5.3. Построение логического плана
5.4. Пример построения логического плана
5.5. Порядок выполнения рассмотренного запроса на логическом уровне
5.6. Построение физического плана
5.7. Методы выбора записей из исходной таблицы
5.8. Порядок соединения таблиц
5.9. Методы соединения таблиц
5.10. Поиск физического плана с минимальной стоимостью
5.11. Пример построения оптимального физического плана
Контрольные вопросы
6. Обеспечение защиты данных в базе
6.1. Привилегии
6.2. Роли
Контрольные вопросы
7. Средства выявления требований к системе
7.1. Общая схема описания требований
7.2. Основные символы диаграммы потоков данных
7.3. Пакеты для описания требований
7.4. Организация работы с пакетом BPwin
7.5. Пример описания требований в пакете BPwin
Контрольные вопросы
8. Средства разработки схемы базы данных
8.1. Описание схемы базы данных
8.2. Проектирование логической схемы с помощью пакета ERwin
8.3. Проектирование физической схемы с помощью пакета ERwin
Контрольные вопросы
9. Выбор архитектуры системы на основе баз данных
9.1. Модели доступа к базам данных
9.2. Операционные системы
9.3. Системы управления базами данных
9.4. Средства разработки приложений
Контрольные вопросы

Приведённая выше структура может изменяться с целью улучшения качества обучения с использованием разрабатываемой программы. Следует отметить, что главы 3 и 8 уже реализованы (около 80 микрофильмов).
Работа программы осуществляется по следующему сценарию. Обучающая программа включает систему меню с активными пунктами на различных уровнях иерархии, микрофильмы с аудио/видео информацией и анимацией для различных разделов и пунктов курса, а также систему контроля знаний учащихся с вопросами, вариантами ответов и представлением результатов тестирования. Здесь используется трёхуровневое меню (главы, разделы, пункты), причём элементы меню всех уровней отображаться на экране в виде дерева. С каждым пунктом и разделом программы связан микрофильм.
При демонстрации микрофильма диктор за кадром объясняет выбранную тему, используя при этом указку (в виде стрелки) для наглядной иллюстрации изучаемого материала. Используются также и другие анимационные эффекты. Микрофильм позволяет объединить различные формы представления информации (текст, графику, анимацию, видео, аудио) в целостный образ и одновременно воздействовать на различные органы чувств учащегося, повышая качество обучения.
После изучения всех разделов главы курса учащийся должен ответить на контрольные вопросы. Он должен выбрать правильный ответ на предлагаемый вопрос. Далее обучающая программа автоматически переходит к следующему вопросу и т.д. Результаты тестирования отображаются по каждому разделу курса в виде диаграммы.

4.3. РАЗРАБОТКА ОБОЛОЧКИ СИСТЕМЫ И МЕНЮ

Обучающая программа выполняется под управлением Internet Explorer 5.5 SP2/6.0 SP1. Это позволяет использовать компоненты программы при обучении учащихся через сеть Internet/Intranet.
В головном html-файле применяется тег mytree, позволяющий разделить экран на две части: дерево-навигатор с пунктами меню и поле, где отображается материал курса
Дерево-навигатор описывается в файле tree.xml. Здесь определяются названия пунктов меню, их привязки к микрофильмам с материалом обучающей программы и другие опции. Микрофильмы реализованы с помощью продукта Flash Mx (Macromedia). После выбора в дереве раздела X.X запускается соответствующий микрофильм, где автоматически последовательно проигрываются все пункты X.X.X этого раздела. Из дерева можно вручную запускать и отдельные пункты любого раздела. Это бывает важно, если в каком-либо микрофильме встречается ссылка на некоторый пункт обучающей программы, материал которого необходимо вспомнить.

4.4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ УЧАЩИХСЯ

После изучения всех разделов какой-либо главы учащийся может проверить свои знания, выбрав раздел "Контрольные вопросы" этой главы .
На экране справа отображается вопрос с вариантами ответа. Учащийся должен выбрать правильный ответ. Далее система автоматически переходит к следующему вопросу и так далее. В обучающей программе предусмотрена случайная выборка N вопросов из M имеющихся для данной главы. Параметры N и M являются настраиваемыми. Такой способ контроля очень важен, т.к. обеспечивает разные наборы вопросов для различных входов в режим тестирования.
После ответов на N вопросов, связанных с какой-либо главой, система предлагает посмотреть результаты тестирования. После выбора раздела "Статистика по ответам" главы "Результаты" на экране отображается диаграмма с результатами ответов по каждой главе.
Эти результаты справедливы только для текущего сеанса работы обучающей программы. При новом запуске программы эти статистики сбрасываются в ноль.

4.5. РАЗРАБОТКА МИКРОФИЛЬМОВ

После выбора какого-либо раздела главы на экране автоматически проигрываются микрофильмы пунктов данного раздела. Переход к другому разделу обучающей программы выполняется вручную.
На изображаемый текст и графику накладывается звук и анимация, усиливающие эффект обучения. Если учащийся не вмешивается, то микрофильмы сменяют друг друга автоматически. Можно прервать последовательное изложение материала, воспользовавшись следующими кнопками:
Пауза - проигрывание микрофильма приостанавливается,
Дальше - проигрывание микрофильма возобновляется,
Завершить - проигрывание текущего микрофильма прерывается и выполняется переход к микрофильму следующего пункта раздела,
Меню - проигрывание микрофильма приостанавливается и на экране отображается список-меню пунктов проигрываемого раздела; здесь учащийся может перейти к любому пункту данного раздела,
Продолжить - возобновляется проигрывание текущего микрофильма, прерванного после нажатия кнопки Меню,
Выйти - проигрывание текущего микрофильма прерывается и на экране отображается список-меню пунктов проигрываемого раздела; здесь система ждёт дальнейших действий учащегося.

Для демонстрации работы пакетов, используемых при проектировании систем на основе баз данных (ERwin, BPwin и др.), применялся следующий приём.
Сначала с помощью продукта HyperCam (Hyperionics) "наигрывался" микрофильм в формате avi. HyperCam сможет записать все, что происходит на указанном участке экрана, а также звуковое сопровождение, проигрываемое одновременно в фоновом режиме с помощью программы WaveLab. Во время записи синхронно со звуковым сопровождением с помощью указателя мыши показывались требуемые элементы демонстрируемого пакета на экране, таким образом, поясняя озвучиваемый текст.
Затем этот avi-файл экспортировался во flash-микрофильм и включался в обучающую программу.

4.6. ИНСТАЛЛЯЦИЯ ОБУЧАЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ И ЕЁ ЗАПУСК

После запуска файла start.html (в дальнейшем предполагается, что он будет запускаться автоматически после вставки CD-ROM в устройство) на экране появляется начальная заставка.
Для инсталляции некоторых продуктов, необходимых для работы обучающей программы, следует щёлкнуть мышкой по кнопке "Установка обучающего курса". На экране появляется окно, где предлагается выполнить следующие действия:
1. Обновить, в случае необходимости, Internet Explorer (на CD-ROM в папке SETUP\Internet Explorer 6.0 SP1 rus записана русская версия Internet Explorer 6.0 SP1).
2. Установить компоненты Internet Explorer для проигрывания flash-файлов (микрофильмов).
3. Установить компоненты Internet Explorer для просмотра файлов Authorware, необходимых для тестирования учащихся и просмотра результатов тестирования.
Затем следует щёлкнуть кнопку "Установка завершена". Появляется начальное окно программы, откуда можно запустить обучающую программу, щёлкнув по кнопке "Открыть обучающий курс". После этого на экране появляется окно обучающей программы.

Примечание. Результаты работы и фрагменты электронного учебника приведены в электронном приложении.

4.7. ЛИТЕРАТУРА
1. Романов А.Н., Торопцов В.С., Григорович Д.Б. Технология дистанционного обучения. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 303 с.

4.8. ИСПОЛНИТЕЛИ:

1. Григорьев Ю.А. - д.т.н., проф.
2. Бурдаков А.В. - к.т.н., доц.
3. Ревунков Г.И., - к.т.н., доц.























ГЛАВА 5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
"СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ РАДИОСИСТЕМ"
Руководитель разработки: д.т.н. профессор Цикин И.А.

5.1. ВВЕДЕНИЕ
Разрабатываемый учебно-методический комплекс (УМК) соответствует требованиям государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 654200 - "Радиотехника".
Разрабатываемый УМК включает полную совокупность образовательных ресурсов, необходимых для самостоятельного изучения данной учебной дисциплины при консультационной поддержке преподавателя соответствующего учебного заведения. В составе УМК предусмотрены средства для регистрации учащихся, изучения теоретических материалов, компьютерного моделирования, а также средства контроля знаний и умений учащихся. Предусмотрены средства развития базового варианта УМК за счет включения новых объектов изучения или развития образовательных ресурсов, относящихся к объектам, уже включенным в состав комплекса.
Этап 2003 года предусматривал разработку состава и структуры УМК, выбор и обоснование используемых информационных технологий, а также создание ряда информационных, программных и технических образовательных ресурсов, включаемых в состав УМК.
При создании электронных учебных пособий, предназначенных для использования в системе открытого образования, необходимо учитывать специфику использования такого рода продуктов в сети Интернет: территориальную разнесенность участников учебного процесса, качество телекоммуникационных каналов, требования интерактивности при взаимодействии, возможность использования в рамках типового образовательного Интернет-портала и др. Поэтому при разработке программного обеспечения предпочтение отдается Интернет-ориентированным информационным ресурсам.

5.2. ФОРМИРОВАНИЕ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОНТЕНТА УМК
5.2.1.Основные требования
При создании УМК по дисциплине "Статистическая теория радиосистем" необходимо учитывать различия в объеме предшествующей подготовки студентов в рамках программ подготовки бакалавров, дипломированных специалистов или магистров в области статистической радиотехники, а также рабочих программ соответствующих дисциплин, принятых в различных вузах. Поэтому изучению собственно вопросов статистической теории РТС предшествует изложение необходимого материала, включаемого в раздел "Введение в статистическую радиотехнику".
При изучении курса "Статистическая теория радиосистем" важным является также понимание вопросов, связанных с аналитическими представлениями сигналов, спектральным анализом сигналов, спектральными представлениями решетчатых функций и дискретным преобразованием Фурье как базовыми сведениями для понимания проблематики современных цифровых методов реализации оптимальных устройств обработки сигналов. Поэтому соответствующие разделы также включены в разрабатываемый УМК.
Изложение собственно вопросов статистической теории радиосистем включает классические проблемы оптимальных стратегий принятия решений в РТС при обнаружении, различении и измерении параметров радиосигналов. За этим следует синтез оптимальных алгоритмов обработки сигналов, рассмотрение путей реализации этих алгоритмов и оценка их эффективности применительно к классическим примерам систем радиолокации, радионавигации и передачи сообщений.
Для облегчения восприятия учебного материала УМК строится на основе широкого применения методов визуализации и интерактивных элементов. Так, к числу наиболее трудно усваиваемых вопросов относится материал по разрешающей способности РТС и функциям неопределенности радиолокационных сигналов. Именно по этой причине в УМК предусмотено создание трехмерных интерактивных материалов, включающих примеры функций неопределенности различных сигналов (см. ниже).

5.2.2 Структура учебника УМК
Часть 1. Введение в статистическую радиотехнику
1. Статистические модели случайных явлений
1.1.Случайные величины
1.2.Совокупность случайных величин
1.3.Примеры некоторых часто встречающихся распределений
1.4.Условные функции распределения и плотности вероятностей
2. Модели преобразований случайных процессов
2.1. Преобразование плотностей вероятностей
2.2.Модели безынерционных преобразований случайных процессов
2.3.Функциональные преобразования двух случайных величин
2.4.Математическое ожидание и дисперсия функции случайных величин
2.5.Характеристическая функция случайной величины и ее применения
3.Случайные процессы
3.1.Вероятностные характеристики случайных процессов
3.2.Совместные распределения СП
3.3.Стационарность и эргодичность СП
3.4.Спектральные характеристики СП
3.5.Связь между корреляционной функцией и энергетическим спектром стационарного случайного процесса
3.6.Широкополосные и узкополосные СП
3.7.Взаимный энергетический спектр случайных процессов
3.8.Гауссовский случайный процесс
3.9.Относительно узкополосный гауссовский случайный процесс
3.10.Каноническое разложение случайного процесса
3.11.Марковские случайные процессы
3.12.Воздействие случайных процессов на линейные системы
4.Оптимальные линейные системы
4.1.Параметрическая оптимизация
4.2.Оптимизация по критерию максимума отношения сигнал/шум
4.3.Оптимизация по критерию минимума среднеквадратической ошибки воспроизведения полезного сигнала
5.Применение методов математической статистики
5.1.Области применения
5.2.Выборочное среднее
5.3.Выборочная дисперсия
5.4.Эффективные оценки параметров распределений генеральной совокупности
5.5.Метод наибольшего правдоподобия при параметрическом оценивании (метод Фишера)
5.6.Распределение выборочных среднего и дисперсии
5.7.Доверительный интервал оценки математического ожидания при известной генеральной дисперсии
5.8.Доверительный интервал оценки математического ожидания при неизвестной генеральной дисперсии
5.9.Доверительный интервал оценки дисперсии
5.10.Статистическая проверка гипотез
5.11.Оценка характеристик статистической связи случайных величин
Часть 2. Статистическая теория радиосистем
1.Представление сигналов
1.1. Спектр сигнала
1.2. Ряд Фурье
1.3. Обобщенный ряд Фурье
1.4.Аналитический сигнал
1.5. Огибающая и фаза сигнала
1.6. Комплексная огибающая
1.7. Об огибающей широкополосного сигнала
1.8. Преобразование формы сигнала при модуляции
2.Дискретизация непрерывных сигналов
2.1.Разложение непрерывных сигналов в ряд Котельникова
2.2. Погрешность разложения реальных сигналов в ряд Котельникова
2.3.Восстановление дискретизированных сигналов
2.4.Дискретизация и восстановление относительно узкополосных сигналов
2.5. Представление дискретизированных сигналов на комплексной плоскости
2.6. Дискретное преобразование Фурье
2.7. Быстрое преобразование Фурье
3. Корреляционные свойства сигналов
3.1.Разрешение сигналов и двумерная функция автокорреляции
3.2. Диаграммы неопределенности простых и сложных сигналов
3.3. Взаимнокорреляционные свойства сигналов
4.Оптимальные стратегии принятия решений при обработке сигналов
4.1.Прием сигналов как статистическая задача проверки гипотез
4.2.Оптимальная байесова стратегия
4.3.Выбор порога принятия решения
4.4.Минимаксная стратегия
4.5.Критерий Неймана-Пирсона
4.6.Последовательный анализ
4.7.Сложные гипотезы
4.8.Функционал отношения правдоподобия
5.Оптимальная когерентная обработка сигналов
5.1.Алгоритм оптимальной когерентной обработки
5.2.Корреляционные устройства обнаружения и различения сигналов
5.3.Обработка сигналов с помощью согласованных фильтров
5.4.Помехоустойчивость оптимального обнаружителя
5.5.Потенциальная помехоустойчивость системы передачи дискретных сообщений
5.6.Относительная фазовая манипуляция
5.7.Многопозиционные системы передачи сообщений
5.8.Оптимальный прием сигналов на фоне коррелированных помех
6.Оптимальная некогерентная обработка сигналов
6.1.Алгоритмы оптимальной некогерентной обработки
6.2.Реализация алгоритмов оптимальной некогерентной обработки
6.3.Помехоустойчивость оптимального некогерентного обнаружителя
6.4.Выбор сигналов и помехоустойчивость при оптимальном некогерентном различении сигналов
7. Измерение параметров сигнала
7.1.Оптимальные стратегии оценки параметров сигнала
7.2.Оптимальный алгоритм оценки времени прихода сигнала
7.3.Потенциальная точность оценки параметров сигнала
7.4.Сравнение различных методов модуляции при передаче непрерывных сообщений
7.5.Помехоустойчивость аналоговых (непрерывных и импульсных) методов модуляции.
7.6.Помехоустойчивость цифровых методов передачи непрерывных сигналов.

5.3. ТЕХНОЛОГИ ВИЗУАЛИЗАЦИИ МАТЕРИАЛА И СОЗДАНИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С УЧЕТОМ СПЕЦИФИКИ СОДЕРЖАНИЯ РАЗДЕЛОВ КУРСА

5.3.1 Методы реализации обучающей части на основе интерактивных Web-технологий
Применение Web-технологий в образовании тем эффективнее, чем выше степень интерактивности, реализуемая посредством ее механизмов. Достаточно надежными и хорошо зарекомендовавшими себя инструментами придания Web-документам указанного свойства являются стандартные средства языка HTML в сочетании с возможностями CGI-приложений.
Организация интерактивного взаимодействия пользователей в Web-среде обеспечивается посредством специальных программ, написанных в соответствии со спецификацией CGI (Common Gateway Interface, общий интерфейс шлюза). Эти программы расширяют возможности Web-сервера в части функций, не являющихся для него стандартными. Другими словами, программы CGI - это "ворота" ко всем возможностям компьютера, на котором функционирует Web-сервер. Ссылки на CGI-программы ("CGI-скрипты") включаются в состав HTML-документа. При обращении к ним на WWW сервере запускается CGI-скрипт (исполняемая программа на языке C, Pascal, Perl и т.п.), которая реализует требуемую задачу (просмотр базы данных, сортировка данных, отправка почты и т.д.), и результат ее выполнения передается пользователю в форме HTML-страницы.
На этой базе могут создаваться электронные учебные пособия, доступные из Интернет и позволяющие преподавателю и студенту активно взаимодействовать в ходе образовательного процесса.
Серьезным преимуществом использовании Web-технологий в обучении является возможность включения в состав Интернет-учебника динамических моделей процессов и устройств, необходимых для изучения физических явлений или для управления определенными процессами. Это достигается объединением достоинств Web- и Java-технологий. Привлекательность языка Java определяется его объектно-ориентированной философией, развитыми средствами создания сетевых приложений, мобильностью кода и, самое главное, способностью Java-программ выполняться на любых компьютерных платформах. Важно отметить, что Java-интерпретаторы, встроенные в Web-браузеры, обеспечивают достаточно высокий уровень безопасности, не позволяя такой Java-программе выполнять процедуры, которые могут угрожать целостности данных, хранящихся на локальном компьютере. На языке Java могут быть написаны приложения, выполняемые как на локальном, так и на удаленном компьютере. Java-приложения, написанные для загрузки их в Web-браузер, получили название Java-аплеты. Эти программы могут выполнять самые различные действия и являются прекрасным средством расширения возможностей Web-браузера и, в целом, Web-технологий.
Удобство работы с приложением, являющимся Java-аплетом, заключается в том, что пользователю необходимо иметь лишь Web-браузер, поддерживающий функцию интерпретации Java-кода. Такой "Web-Java" подход нередко называют сетевой моделью вычислений, подчеркивая тем самым, что пользователь получает доступ к приложению посредством подключения к сети. Анализ этого метода организации компьютерных вычислений показывает, что он располагает целым рядом преимуществ в сравнении с традиционным. В частности, пользователю не надо заботиться о приобретении и инсталляции приложения на своей локальной машине, не надо решать проблемы соответствия аппаратной и программной платформ. Управление и обслуживание таких сетевых приложений много проще и дешевле - администратор сети должен поддерживать в рабочем состоянии приложение на одном - двух серверах, а не на нескольких десятках - сотнях машин в организации. На основе Java-аплетов могут создаваться Интернет-учебники, позволяющие обучающемуся не только изучать теоретический материал, но и наблюдать в динамике изучаемые процессы и устройства.
Так, обучающийся может изменять параметры входного воздействия (математическое ожидание и дисперсию), а также параметры передаточной функции устройства, на вход которого поступает случайный процесс. Для этого необходимо подвести стрелку-указатель манипулятора "мышь" к красной точке на левом графике или на среднем графике, нажать клавишу и перетащить эту точку в нужное положение. При любом из указанных воздействий на правом графике отображается его результат. Кроме того, обучающийся может видеть новые значения параметров случайного процесса, которые были использованы при моделировании.
Все указанные операции можно проделать на материале, приведенном в электронном приложении по данному комплексу.

5.3.2. Динамические модели для Интернет-учебников на основе технологии Java-аплетов
Разработанные динамические модели обеспечивают возможность:
* - варьирования параметров входного воздействия, представленного в графическом виде, методом "click & drop" с помощью "активных" точек, выделенных красным цветом, при этом каждая "активная" точка "отвечает" за определенный параметр математической модели;
* - варьирования параметров передаточной функции исследуемого устройства, представленной в графическом виде, методом "click & drop" с помощью "активных" точек.
В обоих отмеченных выше случаях варьирование входного воздействия или передаточной функции, представленных в графическом виде, сопровождается отображением в специальных окнах численных значений параметров, соответствующих данному воздействию.
В электронном приложении приведены примеры разработанных интерактивных учебных ресурсов.

5.3.3. Динамические модели на основе сочетание технологий VRML и Java-аплетов
Более широкие возможности в реализации динамических моделей предоставляет комбинированное сочетание технологий VRML и Java-аплетов. В этом случае можно наблюдать в произвольном ракурсе сложные объекты, трехмерные поверхности и т.д., при этом имеется возможность с помощью манипулятора "мышь" осуществлять управляющее воздействие на "активный" элемент модели. Так, если таким активным элементом является плоскость сечения, то обучающийся имеет возможность варьировать положение этой плоскости, при этом в соседнем окне он будет наблюдать форму сечения изучаемой поверхности.

5.3. МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ КОНТРОЛИРУЮЩЕЙ ЧАСТИ УЧЕБНИКА НА ОСНОВЕ ИНТЕРАКТИВНЫХ WEB-ТЕХНОЛОГИЙ
5.3.1. Тестовый контроль
Назначение контролирующей части УМК - оценка текущих результатов и коррекция обучения, направленная на достижение поставленных целей. Оценка знаний - систематический процесс, который состоит в определении степени соответствия имеющихся знаний, умений, навыков предварительно планируемым. Для проведения оценки знаний в контролирующей части Интернет-учебника применяют тесты.
Тестовый контроль отличается от других методов контроля (устные и письменные экзамены, зачеты, контрольные работы и т.п.) тем, что он представляет собой специально подготовленный контрольный набор заданий, позволяющий надежно и адекватно количественно оценить знания обучающихся посредством статистических методов.
Тест - инструмент, состоящий из системы тестовых заданий с описанными системами обработки и оценки результата, стандартной процедуры проведения и процедуры для измерения качеств и свойств личности, изменение которых возможно в процессе систематического обучения.
При использовании тестирования необходима корректировка традиционных форм и методов организации учебного процесса. Возможность повышения оперативности и регулярности контроля предполагает разбиение материала изучаемой дисциплины на ряд учебных модулей, имеющих самостоятельное значение в рамках всего курса и имеющих свои цели обучения.
Реализация изложенных выше подходов может быть осуществлена на основе использования рассмотренной выше технологии Java-аплетов, встраиваемых в Интернет-учебник.

5.3.2. Конструктор контролирующей части УМК
Создание учебных материалов для дистанционного обучения в Web-сети предъявляет весьма высокие требования к квалификации преподавателя-разработчика в области практического использования современных информационных технологий. В противном случае необходима совместная работа коллектива специалистов различного профиля. Эти обстоятельства существенно повышают трудоемкость создания учебных Web-пособий и, в определенной степени, сдерживают процесс развития такой формы дистанционного образования. В части тестирования указанные трудности можно преодолеть путем использования универсального конструктора тестов для сетевого применения, которые могут быть интегрированы в контролирующую часть УМК.
В качестве инструментального средства целесообразно использовать систему компьютерного тестирования (СКТ), удовлетворяющую следующим требованиям:
- простота подготовки тестовых заданий (задания могут создаваться преподавателями в минимальной степени владеющими компьютером);
- широкий диапазон применения (возможность использования для подготовки тестов по широкому спектру дисциплин);
- удобная система управления базами тестовых заданий (удаление, добавление заданий, объединение баз заданий);
- наличие систем сбора и обработки статистической информации по результатам тестирования (для тестируемых и для тестовых заданий);
- лёгкость организации оперативного контроля знаний в учебном процессе;
- удобные средства решения задач (например, наличие встроенного микрокалькулятора с расширенными возможностями);
- встроенные мультимедийные возможности;
- компактность (система тестирования с количеством тестовых заданий до нескольких сотен должна помещаться на одну дискету);
- низкие системные требования (достаточно Windows 95/98/NT).
В основу предлагаемой среды разработки интерактивных мультимедийных Web-тестов заложен принцип динамического формирования HTML-страницы, содержащей текст искомого Web-теста. Для этого используется шаблон универсальной HTML-страницы, включающей в себя программы на языке JavaScript, которые на основе исходные данных (количество и тексты заданий в тесте, количество предлагаемых ответов и сами варианты ответов, "цена" правильного ответа и необходимые суммы набранных баллов для получения той или иной оценки, время, отводимое на выполнение теста и ряд других) формируют Web-тест.
При загрузке HTML-документа в браузер рабочей станции клиента соответствующая программа, написанная на JavaScript, осуществляет динамическое формирование Web-теста в соответствии с исходными данными. Другие скриптовые программы, содержащиеся в документе, осуществляют контроль за правильностью заполнения полей формы, отсылаемой на сервер для регистрации, производят обработку результатов выполнения теста с выставлением оценки и ведут хронометраж работы над тестом.
Инструментальная среда имеет простой и удобный интерфейс и позволяет быстро составить новое учебное задание или отредактировать имеющееся. Данная программа написана в среде Delphi, полностью инвариантна предметной области и генерирует html-файл теста, который может использоваться локально на компьютере пользователя или размещаться на Web-сервере.
При работе с программой "Web-тест конструктор" преподаватель может вводить тексты заданий и вариантов ответов с указанием правильных, заказывать цвет текста и фона будущего документа. При формировании теста имеется возможность вставки графических изображений как непосредственно в текст, так и в качестве графической подложки Web-страницы.
Полезным свойством универсальной программной среды является способность включения в генерируемые продукты также мультимедийных данных, что позволяет создавать Web-тесты с аудио и видео сопровождением. Кроме того, предусмотрено использование гиперссылок при формировании заданий, что существенно расширяет возможности тестирования, позволяя использовать для этого материалы, находящиеся на любом сайте в Интернет.
Являясь инвариантной к предмету учебного курса, программа "Web-тест конструктор" позволяет любому преподавателю - неспециалисту в области информационных технологий разрабатывать мультимедийные учебные материалы, предназначенные для использования как в корпоративных компьютерных сетях, так и в глобальной сети Интернет. Это существенно облегчит процесс предметного наполнения курсов дистанционного обучения, а также будет способствовать более быстрому внедрению самых современных и эффективных Web-технологий.
Экранные формы тестового конструктора приведены в электронном приложении к комплексу.
5.4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполненной работы определена структура учебника УМК и осуществлено формирование его учебно-методического содержания. Проведено исследование технологий визуализации учебного материала с учетом специфики его содержания. Выделены технологии, наиболее подходящие для решения поставленных задач -Java и сочетание "Java +VRML" технологии.
Подготовлена демо-версия интерактивных фрагментов курса, размещенная в электронном приложении к комплексу.
5.5. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов. - 6-е изд. стер. - М.: Высш. шк., 1999. - 576 с.: ил.
2.Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учеб. пособие для вузов. Изд. 7-е, стер. - М.: Высш.шк., 1999. - 479 с.: ил.
3.Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. - М.: Радио и связь, 1989.- 654 с.
4.Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. Учеб. пособие для вузов. Изд. 5-е, стер. - М.: Высш. шк., 1999. - 400 с.: ил.
5.Горяинов В.Т., Журавлев А.Г., Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. Примеры и задачи./Под ред.В.И.Тихонова.- М.: Сов.радио, 1980.- 544 с.
6.Тихонов В.И. Статистическая радиотехника.- М.: Советское радио, 1966.- 678 с.
7.Купер Дж., Макгиллем К. Вероятностные методы анализа сигналов и систем.- М.: Мир, 1989.- 376 с.
8.Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов.- М.: Мир,1974.- 464с.
9.Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы.-М.: Радио и связь,1986.-512 с.
10. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений.- М.: Сов.радио. 1970.- 728 с.
11. Радиотехнические системы передачи информации: Учеб.пособие для вузов/под.ред. В.В.Калмыкова.-М.: Радио и связь, 1990.- 304 с.
12. Подготовка и проведение учебных курсов в заочно-дистанционной форме обучения: Метод. рекомендации преподавателям/ Под ред. И.А.Цикина. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000. 126 с.
13. Андреев А.А., Зайцева Ж.Н., Лобачев С.Л., Солдаткин В.И., Тихомиров В.П. Теория и практика дистанционного обучения в России. Монография М: МЭСИ. 510с.
14. Особености разработки Интернет-учебников для системы дистанционного обучения/ Аракелян С.М., Лексин А.Ю., Сороцкий В.А., Цикин И.А., Щербаков В.В.// В сб. "Тезисы Интернет-конференции", Москва, МЭСИ, 2001, с.19-23.
15. Никитин А.Б., Поляков А.А., Розова Н.К., Синепол В.С., Сороцкий В.А., Цикин И.А.. Групповая работа в сети (Технологии и программные средства GROUPWARE). Под ред. проф. Цикина И.А. - М.: МЦНТИ, ООО "Мобильные коммуникации", 2001, 280 с.
16. Автоматизированная система организации дистанционного обучения на платформе LOTUS DOMINO. Никитин А.Б., Синепол В.С., Сороцкий В.А., Терентьев О.Н., Цикин И.А. Индустрия образования. Выпуск 1.Сборник статей. - М.: МГИУ, 2001. 202 с.
17. Дунаев С. Технологии Интернет программирования. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2001. - 480 с.: ил.
18.Матросов А., Сергеев А., Чаунин М. HTML 4.0. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. - 672 с.: ил.
19.Бранденбау Д. JavaScript: сборник рецептов для профессионалов. - СПб: Издательство "Питер", 2000. - 416 с., ил.
20.Фролов А., Фролов Г. Базы данных в Интернете: практическое руководство по созданию Web-приложений с базами данных. - М.: Издательско торговый дом "Русская редакция", 2000. 432 с.:ил.
21.Уильямс Э., Барбер К., Ньюкирк П. Active Server Pages. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2001. - 672 с.: ил.
22.Дронов В. Macromedia Flash MX. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2002. - 848 с.: ил.
23.Ноутон П., Шилдт Г. Java 2. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2001. - 1072 с.: ил.

ГЛАВА 6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО КУРСУ
"ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ"
Авторы разработки: д.т.н. профессор Козлов В.Н., к.т.н. профессор Морозов Б.И.

6.1. ВВЕДЕНИЕ

Разработанный пилотный вариант учебника предназначен для студентов, обучающихся по направлениям 553000 "Системный анализ и управление" и 654700 "Информационные системы". Учебник должен не только предоставить студентам возможность изучения указанной дисциплины, но будет способствовать освоению ими новых информационных технологий и их адаптации к специфическим условиям проведения занятий в системе открытого образования.
Созданная версия интерактивного учебника учитывает специфику использования такого рода учебных продуктов в сети Интернет и построена на основе применения методов визуализации и интерактивных элементов, облегчающих восприятие учебного материала. Окончательный вариант учебника будет ориентирован на использование его в рамках типового образовательного Интернет-портала.


6.2. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНИКА

6.2.1. Общая методика структурной организации учебника
Структурная организация учебника по курсу "Теория информационных процессов и систем" должна рассматриваться как завершенная работа по осуществлению междисциплинарных связей между различными научными дисциплинами и циклами обучения.
На основании исследований содержания обучения было разработано учебное пособие "Теория информационных систем". При его создании был использован методологический принцип синтеза знаний об объекте, утверждающим, что процедуры абстракции представлений и знаний должны быть органически связаны между собой и образовывать единый познавательный механизм. Поэтому интегрированное содержание и структура учебника разрабатывались на основе анализа компонентов понятий нескольких научных дисциплин.
При конструировании интегрированного содержания учебника использовались следующие основные положения:
- интеграция учебного содержания на основе использования междисциплинарных, межпредметных связей;
- дифференциация учебной информации с целью сохранения внутренней структуры и повышения научного уровня каждой из объединяемых дисциплин;
- принцип профессиональной направленности;
- сложность аспектов изучения, являющихся предметами исследования соответствующих прикладных наук;
- оптимизация логической структуры учебника с целью повышения систематизации и системности представления учебной информации.
В табл. 1. приведен структурный план учебника "Теория информационных процессов и систем".
Таблица 1.
Глава
Параграф главы
1. Системно-кибернетические
понятия курса
1.1. Общая характеристика научных понятий
1.2. Система
1.3. Структура
1.4. Среда
1.5. Состояние системы
1.6. Управление
1.7. Информация
1.8. Количественная мера информации
2. Вербальная модель информационной системы (ИС)
2.1. Информация, как объект преобразования в ИС
2.2. Информационный процесс
2.3.ИС как "машина" для реализации поручаемых ей информационных функций
2.4. Автоматизация информационных процессов
2.5 Влияние внешней среды на ИС
2.6. Человек в структуре ИС
2.7. Показатели качества ИС
3. Формализованные модели информационных систем
3.1. Понятие модели системы
3.2. Декомпозиция и агрегирование в
исследованиях ИС
3.1. Математический аппарат для опис 3.3. Математический аппарат для описания описанияописанияописания сл описания сложных систем
3.4. Виды математических моделей
3.2. Связный граф системы моделей
3.6. Язык для формализованного описания моделей
4. Математическое описание источников информации, сигналов и помех
4.1. Математические модели источников информации и сообщений
4.2. Математические модели сигналов
4.3. Математические модели помех
4.4. Прохождение сигналов и помех через линейные системы
5. Синтез элементов информационных систем
5.1. Статистические задачи в информационных системах
5.2. Вероятностные характеристики обнаружения
5.3. Правило выбора решения и критерии его качества

<< Пред. стр.

страница 3
(всего 5)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign