ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ПРОЦЕССА ИЗУЧЕНИЯ ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ C# ДИСЦИПЛИНЫ «ИНФОРМАТИКА И ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ»

Гришин А.А.¹, Соколов А.Н.²_, Миндоров Н.И.³, Ромашкина Т.В.⁴

¹ Студент, ² Студент, ³ Кандидат педагогических наук, ⁴ Кандидат педагогических наук, Пермский государственный национальный исследовательский университет

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ПРОЦЕССА ИЗУЧЕНИЯ ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ C# ДИСЦИПЛИНЫ «ИНФОРМАТИКА И ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ»

Аннотация

В статье представлена информационная система для поддержки процесса изучения языка программирования  С# дисциплины «Информатика и основы программирования». Использование данной системы в учебном процессе направлено на осуществление контроля результатов обучения студентов со стороны преподавателя, на создание условий для улучшения качества усвоения студентами учебного материала на лабораторных работах, для выполнения самостоятельных работ и, в результате для формирования у студентов требуемых образовательным стандартом  профессиональных компетенций.

Ключевые слова: система, язык программирования, процесс обучения.

Grishin A.A.¹, Sokolov A.N.², Mindorov N.I.³, Romashkina T.V.⁴

¹ Student, ² Student, ³ PhD in Pedagogy, ⁴ PhD in Pedagogy, Perm State National Research University

INFORMATION SYSTEM TO SUPPORT THE PROCESS OF LEARNING THE C# PROGRAMMING LANGUAGE FOR THE DISCIPLINE “INFORMATICS AND BASICS OF PROGRAMMING”

Abstract

The article presents an information system to support the process of learning the C# programming language of the discipline "Informatics and basics of programming". The use of this system in educational process aimed at monitoring the learning outcomes of students by a teacher, to create conditions for improving the quality of student learning of educational material on the laboratory works, to perform the independent works and, as a result of formation of students ' required educational standard of professional competence.

Keywords: system, the programming language, the learning process.

Апробация информационной системы, представленной ранее [2], показала, что система оказывает положительное влияние как на качество усвоения студентами учебного материала, так и на совершенствование контроля результатов процесса обучения со стороны преподавателя. В процессе апробации были выявлены моменты, требующие доработки и корректировки системы (отсутствие у преподавателя возможности редактировать списки студентов, изучаемых курсов и т.д. ). В связи с этим, было принято решение продолжить работу над системой с целью расширения ее функционала, в том числе и для преподавателя. Полученные результаты работы представлены в данной публикации.

Скорректированная контекстная диаграмма информационной системы  отличается от первоначальной диаграммы [2] тем, что функционал преподавателя расширен и в него включены функции администратора.

Преподавателю в роли «Администратор» предоставлены следующие возможности (рис. 1):

• редактировать списки групп студентов;
• редактировать список изучаемых дисциплин;
• просматривать результаты работы студентов (студента);
• устанавливать различные настройки, например, путь к компилятору С# и т.д.;
• назначать различные директории необходимые для работы системы на сервере.

Рис. 1 - Интерфейс компоненты «Преподаватель» для роли «Администратор»

Кроме того, в информационную систему добавлены инструменты, реализующие новый функционал. Кратко перечислим наиболее важные из них.

Необходимый для студентов учебный материал хранится в «дереве обучения». Структура «дерева обучения» располагается в двух таблицах базы данных:

• таблица «Вершина», в которой содержится информация о вершине, ее название, тип, доступность и ссылка на учебный материал;
• таблица «Связи», в которой хранятся ссылки на все дочерние вершины дерева.

Выделено несколько типов вершин (рис. 2):

• «Самостоятельная работа»  –  определяются директории с задачами и предоставляется возможность  добавления в них задач для студентов;
• «Учебные материалы» –  содержатся прикрепленные файлы с литературой по определенной теме;
• «Задача» –  хранится прикрепленный файл с задачей;
• «Тест» –   содержится ссылка на тест;
• «Новый раздел» –   используется для выделения уровней в дереве.

Рис. 2 - Интерфейс пользователя «Преподаватель».

Переработана структура  XML-файла, в котором хранится тест, что дает возможность преподавателю составлять различные виды тестов. Реализованы следующие способы задания правильного ответа [1]:

• один правильный из четырех;
• ответ – сопоставление;
• ответ – последовательность;
• письменный ответ;
• конструируемый ответ;
• несколько правильных вариантов ответа.

Преподавателю предоставлены следующие возможности:

• добавить к тексту вопроса изображение;
• настроить «разбалловку» теста;
• «прикрепить» к каждому вопросу теста теоретический материал из обучающего дерева, что позволяет после завершения работы с тестом, в зависимости от допущенных ошибок, выводить рекомендации для студента, какой раздел (тему) необходимо повторить.

Модифицированный интерфейс компонента «Создание теста» представлен на рисунке 3:

Рис. 3 - Интерфейс компонента «Создание теста»

Расширен функционал компоненты «Тестирование». Предоставлена возможность студенту, в случае затруднений с ответом,  пропустить вопрос и ответить на него позднее. После прохождения теста, студент может увидеть, сколько баллов он набрал, в каких вопросах допустил ошибки. Кроме того, система выводит студенту набор рекомендаций, относительно тех вопросов, в которых были допущены ошибки. Новый интерфейс представлен на рисунке 4.

Рис. 4 - Интерфейс компонента «Тестирование»

С целью автоматизации проверки разработанных студентами программ создан новый компонент системы, получивший рабочее название «Черный ящик». Он служит для одновременной проверки методом черного ящика сданных на проверку работ (программ) студентов.

Функционал компонента:

• одновременная проверка (посредством многопоточности) нескольких программ;
• выявление программ, написанных на этапе компиляции (неверно решенных задач);
• тестирование корректных программ на тестовых наборах данных, разработанных преподавателем;
• сохранение результатов тестирования программ конкретного студента.

Этапы проверки одной отдельной задачи:

• компиляция программы;
• запуск программы с набором параметров (тест);
• проверка выходных результатов;
• сохранение результатов.

Компонент функционирует следующим образом.

На входе – некоторый набор задач (программ), которые еще не проверены. Для каждой задачи из базы данных выбирается набор тестов, которые заранее разработал преподаватель. Для каждой задачи порождается отдельный поток, в котором  тестируется задача на соответствующем наборе тестовых данных. На выходе – проверенные  программы (задачи).

В процессе работы компонента преподавателю выводятся сведения о том, какая задача проверяется и на каком этапе проверки она находится. После проверки одной программы (задачи), «ее» поток «умирает». Затем создается новый поток, который проверяет следующую программу (задачу).

В настоящее время завершено тестирование системы. В ближайшее время планируется проведение педагогического эксперимента по использованию представленной системы в учебном процессе первого курса механико-математического факультета (бакалавриат) Пермского государственного национального исследовательского университета.

Литература

1. Беспалько В.П. Природосообразная педагогика. М.: Народное образование, 2008. 512 с.
2. Гришин А.А., Миндоров Н.И., Ромашкина Т.В., Соколов А.Н. Разработка информационной системы для поддержки процесса изучения языка программирования С# дисциплины «Информатика и основы программирования» / А.А. Гришин,  Н.И. Миндоров, Т.В. Ромашкина, А.Н. Соколов // Международный научно-исследовательский журнал: сборник статей по результатам International Research Journal Conference XXXIX , май 2015г. – Екатеринбург: МНИЖ, №5-4(36). – С. 14-15.

References

1. Bespal'ko V.P. Prirodosoobraznaja pedagogika. M.: Narodnoe obrazovanie, 2008. 512 s.
2. Grishin A.A., Mindorov N.I., Romashkina T.V., Sokolov A.N. Razrabotka informacionnoj sistemy dlja podderzhki processa izuchenija jazyka programmirovanija S# discipliny «Informatika i osnovy programmirovanija» / A.A. Grishin,  N.I. Mindorov, T.V. Romashkina, A.N. Sokolov // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal: sbornik statej po rezul'tatam International Research Journal Conference XXXIX , maj 2015g. – Ekaterinburg: MNIZh, №5-4(36). – S. 14-15.