Компьютерная обучающая система по курсу «Алгоритмы и анализ сложности»

Компьютерная обучающая система по курсу «Алгоритмы и анализ сложности» является одним из альтернативных методов обучения студентов, позволяющим не только дать необходимый материал для изучения и проверить знания, но и научиться.

Система, построенная на основе схемы «материал-контроль», состоит из двух компонентов: материала – текста, необходимого для изучения и контроля – набора упражнений, успех прохождения которых будет характеризовать степень полученных знаний.

Материал разбит на секции – достаточно мелкие части, которые необходимо прочесть. В список секций, предоставляемых системой, входят такие темы, как история и проблемы понятия «алгоритм», свойства-признаки алгоритма, характеристики сложности алгоритма, анализ алгоритмов и методика оценивания трудоемкости и многие другие разделы теории алгоритмов, а также некоторые разделы, обучающие необходимому для решения итоговой задачи применению теории математического анализа, интегралов, рядов и т.п.

Контроль содержит упражнения тестового вида с выбором полных определений, верных и неверных утверждений, заданий с открытым ответом, а также финального задания, проверяющего знания по всему курсу. Задание формируется как совокупность вопроса и списка вариантов ответа из всех возможных вариантов исходя из следующих соображений: список всех вариантов ответа достаточно велик, они выбираются случайным образом из конечного набора – вероятность повторения задания ничтожно мала.

Система названа обучающей, потому что она «подстраивается» под студента, давая больше заданий при неудаче, меньше – при успешном прохождении, указывает место в материале, где необходимо заострить внимание при возникновении ошибок, но никоим образом не «натаскивает» на верный ответ. При каждой авторизации система самостоятельно определяет номер секции, с которой следует начать сеанс, исходя из предыдущего опыта пользователя, а также принимает решение о завершении сеанса обучения при слишком большом количестве ошибок, предлагает ему попробовать в следующий раз. Студент должен постоянно проявлять свои навыки внимания и логического мышления.

На данном этапе исследования составлен и разбит на секции текст материала, подобраны контрольные мероприятия, соответствующие каждой из секций, разработаны механизмы взаимодействия системы и пользователя – принципы гибкости системы.

Демонстрационный вариант обучающей системы, созданный на основе построенной модели, представляет собой клиент-серверное приложение с веб-интерфейсом со стороны клиента. Вся логика работы с пользователем и механизм обработки данных осуществляется на сервере – клиент лишь авторизуется и совершает действия, просматривая предоставляемый материал секции, отвечая на вопросы контроля. Каждый пользователь может видеть так называемый рейтинг – количество успешно выполненных заданий, пройденные секции, анализируя свои успехи и неудачи.