Озерова М. И., Жигалов И. Е., А. А. Будникова

УДК 004.9 Озерова М. И., Жигалов И.Е., А.А. Будникова Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, доцент кафедры «Инженерная и компьютерная графика» Модуль анализа графической информации для системы дистанционного обучения В статье рассматривается система проверки графической информации, выполненная в виде JavaApplet на базе языка программирования Java. Систему отличает кроссплатформенность, компактность, интуитивно понятный интерфейс, выполненный по аналогии с наиболее распространенными САПР-системами. Данная система может быть использована на любом курсе университета для автоматизированной проверки знаний студентов по графическим дисциплинам. Ключевые слова: JavaApplet, анализ графической информации, дистанционное обучение, начертательная геометрия, инженерная графика. Тема автоматизации образовательного процесса на различных уровнях с каждым годом становится все более актуальной. Помимо традиционного способа обучения активно развивается дистанционный. Его элементы используются не только на заочных отделениях вузов, но и очных. На сегодняшний день известно множество платформ, предоставляющих весь необходимый инструментарий для проведения тестирования учащихся. Это возможно совершить как удаленно - через интернет в окне браузера, так и локально - непосредственно на учебном месте. В последнем случае требуется предварительная установка соответствующего программного обеспечения. Система предоставляет несколько вариантов тестирования: генерация вопросов с единственно верным ответом, выбор нескольких верных ответов, установка последовательности ответов, а так же возможность ввода развернутого ответа в виде текста, который проверяется преподавателем. Такая система организации учебного процесса достаточно удобна, и наиболее популярна среди гуманитарных дисциплин. Несмотря на то, что многие системы дают возможность включения в тесты графических материалов, их применение для адекватной проверки знаний по графическим дисциплинам технических специальностей невозможно. Включенное в тест изображение, как правило, несет на себе несколько графических объектов, среди которых в соответствии с поставленной задачей нужно выбрать верный (например, определение проекции точки). Другим вариантом включения графических объектов является вставка изображений непосредственно в предлагаемые варианты ответов, отвечающих на поставленный вопрос. Ни в одном из этих способов использования изображений не достигается необходимой интерактивности пользователя с графическими материалами теста. Т.к. в большинстве случаев проверить правильность выполнения возможно лишь по характеру построения. Вследствие чего можно сделать вывод, что на сегодняшний день проверка графических дисциплин технических специальностей на существующих платформах для дистанционного обучения не может считаться полноценной. Таким образом, становится очевидным, что создание инструментальной среды, на основе которой преподавателю, не обладающему какими-либо дополнительными знаниями в области программирования, можно создавать интерактивные задания, является актуальной и необходимой задачей. Для создания надежной, быстрой и компактной системы наиболее удобным представляется использование объектно-ориентированного языка программирования Java. JavaApplet это прикладная программа, написанная на языке Java, исполняемая браузером непосредственно на стороне клиента, и добавляющая приложению необходимую интерактивность, невозможную при использовании обычных средств. Библиотека swing, разработана специально для создания графических интерфейсов на базе языка Java. Интегрируемость в систему дистанционного обучения на платформе Moodle осуществляется за счет написания серверной части на языке программирования РНР. Рассматриваемый в данной статье модуль предусматривает его использование двумя типами пользователей – преподавателями и студентами. Но так как в процессах создания заданий преподавателем и решении оных студентом нет принципиальной функциональной разницы, и отличие составляет лишь пользовательская навигация, реализуемая средствами платформы Moodle, то интерфейс двух пользователей является идентичным. Функционально система разделяется на два различных блока – графический редактор (ГР), отвечающий за визуализацию системы, и математический аппарат (МА), проверяющий правильной решения. Ниже будут рассмотрены операции, выполняющиеся непосредственно представленным модулем. Функции, реализуемые средствами платформы Moodle, освещаться не будут. Прежде всего стоит рассмотреть работу ГР, чей интерфейс представлен на рисунке 1. Рис.1 В окно редактора уже загружен шаблон будущего задания. В случае сканирования уже готовых бланков заданий может возникнуть проблема выравнивания изображения относительно координат приложения. В связи с этим пользователю предлагается указать любую вертикальную линию на изображении (например, осевую линию, как правило, присутствующую на любом чертеже). После чего программа сама скорректирует положение изображения в окне. Так же для удобства обращения все рабочее поле приложения покрыто сеткой, размером 10Х10 пикс. Пользователю-разработчику осталось только нанести необходимые элементы для решения задания (рисунок 2). Рис. 2 Для данных целей был разработан весь необходимый инструментарий, используемый в любых САПР-системах. Рассмотрим панель инструментов приложения (рисунок 3) Рис 3 - инструмент «точка»; ставит точку на изображении; - инструмент «линия»; предназначен для изображения отрезка или полилинии. При совпадении конечной и начальной точек полиниия замыкается и автоматически появляется штриховка; - инструмент «окружность»; строит окружность с указанным курсором центром и заданным радиусом; - инструмент «дуга»; строит дугу по трем точкам (с указанием начала и конца дуги); - инструмент «штриховка»; штриховка появляется после выделения последовательности линий, при достижении ими замкнутого контура; - инструмент «вертикальная линия»; относится к виду вспомогательной геометрии, рисует бесконечную вертикальную линию от заданной точки; - инструмент «горизонтальная линия»; относится к виду вспомогательной геометрии, рисует бесконечную горизонтальную линию от заданной точки; - инструмент «линия 45»; строит бесконечную линию под углом 45º, для построения третьего вида; - инструмент «вспомогательная окружность»; относится к виду вспомогательной геометрии, строит окружность с указанным курсором центром и заданным радиусом. От инструмента «окружность» отличается толщиной линии, и не учитывается при ответе; - инструмент «текст»; вводит текст в указанном курсором месте; - инструмент «ластик»; удаляет выбранную фигуру; - команда «редактировать»; окрашивает выбранную фигуру в красный цвет и в зависимости от вида фигуры дает возможность ее редактирования. В нижнем правом углу приложения располагаются две кнопки (рисунок 4) Рис. 4 Кнопка «ответ» - предлагается выбрать все элементы, составляющие ответ на задание. Кнопка «отправить» - отправляет результат на сервер. Приведенные выше операции позволяют решать такие задачи как: Построение третьего вида, по двум заданным; Построение проекции точки, принадлежащей поверхности; Нанесение простых и сложных разрезов; Построение и вынесение сечений; Построение линии пересечения двух поверхностей вращения; И т.д. После отправки пользователем-разработчиком результатов на сервер, они сохраняются в виде массива данных, содержащих всю необходимую информацию о данном задании. Таблица «ответов» и таблица с данными о хранящихся на сервере шаблонах изображений связываются между собой по внешнему ключу в отношении «один к одному». При выполнении задания студентом массив данных передается на сервер в виде зашифрованного сообщения. МА программы сравнивает полученный массив координат от студента с уже имеющимся массивом на сервере. После вычисления погрешностей принимается решение о правильности выполнения, и передается в Moodle. В результате была получена быстрая, компактная и интерактивная система, способная удовлетворить потребность в дистанционной проверке знаний студентов по графическим дисциплинам. Для ее эксплуатирования требуется лишь единовременная установка Java-plugin на пользовательский компьютер и доступ к сети интернет. Благодаря кроссплатформенности технологии Java при незначительной модификации кода приложение может быть использовано в частности на мобильных устройствах или на планшетных компьютерах. Литература Java в примерах, Флэнаган.Д, Справочник, 2-е издание – пер.с англ. – СПб: Символ-Плюс, 2003. – 664с., ил. Жигалов И.Е. Организация программного обеспечения дистанционного обучения ВлГУ // Дистанционное обучение и новые технологии в образовании: Материалы региональной науч.-метод. конф. Владим. гос. ун-т. Владимир, 2001. с. 18-22. Монахов М.Ю., Шалыгина И.В., Жигалов И.Е. и др. Технические и гуманитарные аспекты информационных образовательных сетей и сред: Монография. Владимир, ВлГУ-ВИУУ, 2001, 160 с.  http://www.de.vlsu.ru/ http://lib-bkm.ru/load/91 Жигалов И.Е., Таннинг Ж.Ф. Интеллектуальные программные средства для дистанционного обучения //Проблемы дистанционного обучения: региональная научно-методическая конференция.- Иваново: ИГХТУ.- 2000, с.5. http://moodle.org/

Похожие:

	Рабочая программа курса по православной культуре для 7 класса разработана... Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Дмитриевская основная общеобразовательная школа имени Героя Советского Союза...		Рабочая программа курса по православной культуре для 6 класса разработана... Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Дмитриевская основная общеобразовательная школа имени Героя Советского Союза...
	Рабочая программа курса по православной культуре для 5 класса разработана... Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Дмитриевская основная общеобразовательная школа имени Героя Советского Союза...