435832
столько раз учителя, ученики и родители
посетили сайт «Инфоурок»
за прошедшие 24 часа
+Добавить материал
и получить бесплатное
свидетельство о публикации
в СМИ №ФС77-60625 от 20.01.2015
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации для педагогов

Дистанционные курсы для педагогов - курсы профессиональной переподготовки от 5.520 руб.;
- курсы повышения квалификации от 1.200 руб.
Престижные документы для аттестации

ВЫБРАТЬ КУРС СО СКИДКОЙ ДО 70%

ВНИМАНИЕ: Скидка действует ТОЛЬКО сейчас!

(Лицензия на осуществление образовательной деятельности № 5201 выдана ООО "Инфоурок")

ИнфоурокДругоеДругие методич. материалыАвтоматическое введение и проектирование "ЭК"

Автоматическое введение и проектирование "ЭК"

библиотека
материалов
Скачать материал целиком можно бесплатно по ссылке внизу страницы.

СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ЭЛЕКТРОННЫХ КУРСОВ


В статье описана программная модель системы автоматизации проектирования общезначимых, с минимальным влиянием субъективного фактора электронных курсов (САПР ЭК). САПР ЭК использует онтологию предметной области (ПдО). В автоматизированном режиме из ПдО строится онтология предметной дисциплины (ПдД), включающая в виде справочников электронных курсов описания понятий ПдД, примеры, лабораторные работы, тесты. В конце работы САПР ЭК конвертирует справочники ЭК в соответствующие файлы Moodle.

Ключевые слова: архитектура, онтология, предметная область, интегрированная информационная технология, предметная дисциплина, электронный курс, UML.

Введение

Основные направления информатизации включают как важную составляющую e-learning, предполагает повышение качества образовательных услуг в e-learning [1]. Одним из компонентов e-learning являются ЭК.

Проектирование ЭК предполагает формирование множеств концептов, их описаний, отношений, примеров, лабораторных работ, тестов с минимальным влиянием субъективного фактора. Построение указанных множеств вручную является трудоемким процессом, как по времени, так и по количеству вовлечённых в процесс проектирования высококвалифицированных специалистов. Понимание важности создания инструментальных средств поддержки процесса проектирования ЭК заданной ПдД пришло практически одновременно с принятием парадигмы e-learning.

Методология проектирования онтологии ПдО, соответствующей ПдД ЭК предполагает формирование множеств концептов, отношений, функций интерпретации и аксиом. В настоящее время известно более ста инструментальных программных систем или онторедакторов с широким спектром характеристик и функциональных возможностей, обеспечивающих общезначимость и отсутствие субъективности онтологии ПдО. Накапливаются онтологии по различным ПдО. Использование соответствующей онтологии в начале проектирования ЭК гарантирует его добротность, общезначимость.




Постановка задачи

При проектировании ЭК используется онтология предметной области (ПдО), соответствующая предметной дисциплине (ПдД) ЭК. Онтология ПдО является результатом работы оригинального Инструментального комплекса онтологического назначения (ИКОН), основным назначением которого является реализация интегрированной информационной технологии автоматизированного построения онтологии в произвольной предметной области. Он выполняет анализ и обработку больших объемов неструктурированных данных, в частности лингвистических корпусов текстов на украинском и/или русском языке, извлечение из них предметных знаний с последующим их представлением в виде системно-онтологической структуры или онтологии предметной области [2] и библиотек справочной информации (БСИ).

Система автоматизации проектирования общезначимых электронных курсов (САПР ЭК), используя онтологию ПдО и БСИ должна построить ЭК соответствующей ПдД. При разработке программной модели САПР ЭК необходимыми этапами являются определение ее функций и ее функциональная модель. В работе предлагаются функции программной модели САПР ЭК и описание ее функциональной модели.

Решение задачи

В автоматизированном режиме из ПдО, размещенной в БСИ как результат работы ИКОН, строится онтология предметной дисциплины, включающая в виде справочников ЭК описания понятий ПдД, примеры, лабораторные работы, тесты. В ПдО из БСИ содержатся общезначимые, общепризнанные ресурсы знаний для ПдД, что обеспечивает общезначимость создаваемого ЭК. Описание онтологии в БСИ дает основной учебный материал ЭК. Лабораторные работы и тесты вводятся при выборе соответствующих понятий ЭК вручную или из имеющихся электронных библиотек кафедры. На основе моделей адаптивного управления качеством можно адаптировать ЭК к потребностям студента [3].

В конце работы САПР ЭК конвертирует справочники ЭК в соответствующие файлы Moodle.

Предлагаемая программная модель САПР ЭК выполняет следующие функции:

  1. Чтение OWL файла описания онтологии и вывод онтографа предметной области на экран (Рис. 1);

  2. Обеспечение автоматизированной выборки из онтографа необходимых понятий для ПдД учебного курса;

  3. Обеспечение удобного интерфейса выбора ветви онтологии ниже выделенной вершины (при щелчке мышкой по вершине, ветвь ниже вершины выделяется красным цветом, остальные вершины становятся полупрозрачными);

  4. Сохранение для анализа связей выделенного термина с другими понятиями сведений связях с соседними вершинами (для выделенной щелчком вершины в файл записывается имя, ближайшие связи (все смежные вершинны). Имя файла «Vibrannie.txt». Структура файла: *<имя понятия>имя смежного понятия>имя смежного понятия>… имя смежного понятия>#);

  5. Чтение описания выбранного понятия из файла «OPIS_ONTOLOGY» и запись его в файл «LEC.txt».

  6. Обеспечение автоматизированной добавки к понятию лабораторной работы и запись ее в файл «LAB.txt». (Автоматизация предусматривает три варианта:

    1. Экспорт лабораторной работы из электронного ресурса;

    2. Ввод текста лабораторной работы вручную;

    3. Отсутствие лабораторной работы для данного понятия);

  7. Обеспечение автоматизированной добавки к понятию теста и запись его в файл «TEST.txt». (Автоматизация предусматривает три варианта:

    1. Экспорт теста из электронного ресурса;

    2. Ввод текста теста вручную;

    3. Отсутствие тестов для данного понятия);

  8. Обеспечение выполнения функций 5,6,7 для всех выбранных понятий.

  9. Конвертирование файлов текстов лабораторных работ в файлы Moodle;

  10. Конвертирование файлов тестов в файлы Moodle.

hello_html_71dea9d6.jpg

Рис.1 Окно модуля визуального представления онтографа


Функциональная модель САПР ЭК.

Для проектирования функциональной модели был выбран язык функционального моделирования UML (Unified Modeling Language). UMLязык графического описания [4]. В настоящее время разработаны средства визуального программирования на основе UML, обеспечивающие интеграцию, включая прямую и обратную генерацию кода программ, с наиболее распространенными языками и средами программирования, такими как Java, C++, C#, Visual Basic, Object Pascal/Delphi. Поскольку при разработке языка UML были приняты во внимание многие передовые идеи и методы, можно ожидать, что на очередные версии языка UML также окажут влияние и другие перспективные технологии и концепции. Кроме того, на основе языка UML могут быть определены многие новые перспективные методы. Язык UML может быть расширен без переопределения его ядра. Он является широко используемым стандартом. UML предоставляет широкий набор моделей [5,6].

Принимая во внимание все преимущества языка UML, на его основе была спроектирована функциональная модель САПР ЭК.

Функциональная модель САПР ЭК представляет собой набор диаграмм, ниже представлены:

  • диаграмма вариантов использования (рис. 2);

  • диаграмма активности (рис. 3);

Суть диаграммы вариантов состоит в следующем: проектируемая система представляется в виде множества сущностей или актеров (actor), взаимодействующих с системой с помощью так называемых вариантов использования. При этом актором или действующим лицом называется любая сущность, взаимодействующая с системой извне. Это может быть человек, программа или любая другая система, которая может служить источником воздействия на моделируемую систему. В свою очередь, вариант использования служит для описания сервисов, которые система предоставляет актору.

hello_html_m49a66b62.gif

Рис. 2 Диаграмма вариантов использования для основных функций САПР ЭК.

С помощью диаграммы активности (рис. 3) можно изучать поведение САПР ЭК с использованием моделей потока данных и потока управления. Диаграмма активности отображает некоторый алгоритм, описывающий жизненный цикл объекта, состояния которого могут меняться.

Диаграмма активности в отличие от блок-схемы, имеет более широкую нотацию. Например, на ней можно указывать состояния объектов.

hello_html_13908290.gif

Рис. 3. UML-диаграмма активности программной модели САПР ЭК



Исходными данными для системы САПР ЭК являются OWL-файлы содержащие описание онтологии предметной области (ПдО).

Структура файла OWL описания онтологии следующая:

<rdfs:subClassOf>

<owl:Class rdf:ID="Имя вершины уровня 0"/>

Визуальное представление фрагмента онтологии на рисунке 5:

hello_html_59d41a69.png

Рис.5  Фрагмент онтографа ПдО


Программная реализация с использованием платформы Java Swing Framework. В отличие от других платформ, она не только предоставляет интерфейс разработки на основе шаблона MVC, но и сама реализована на его основе. Представлением является класс – наследник класса Frame. Вследствие организации событийной модели Java [7] на интерфейсах, контроллер представляет собой набор анонимных классов обработки соответствующих событий. Как и остальные платформы, Swing предоставляет разработку модели программисту.

Выводы

В работе предложена программная модель САПР ЭК, использующая результаты работы оригинального инструментального комплекса онтологического назначения (ИКОН). В автоматизированном режиме из ПдО строится онтология предметной дисциплины (ПдД), включающая в виде справочников ЭК описания понятий ПдД, примеры, лабораторные работы, тесты.

Библиотеки справочной информации ИКОН являются общезначимыми ресурсами знаний в заданной ПдД и в этом смысле они инвариантны при адаптации и оптимизации онтологической системы к целевому применению, в частности, при адаптации к задаче автоматизации разработки электронных курсов (ЭК) по определенной предметной дисциплине (ПдД).


Предлагаемая программная модель выполняет разработку общезначимых электронных курсов с минимальным влиянием субъективного фактора, уменьшением трудоемкости процесса, как по времени, так и по количеству вовлечённых в процесс проектирования высококвалифицированных специалистов.


Литература

1. Eduard Zharikov, Topical questions of implementation of information services in a network of University ,TEKA Kom. Mot. I Energ. Roln. – OL PAN, 2010, 10B, 331-337

2. Палагин А.В. Онтологические методы и средства обработки предметных знаний / А.В. Палагин, С.Л. Крывый, Н.Г. Петренко. – [монография] – Луганск: изд-во ВНУ им. В. Даля, 2012. – 323 с.

3. Vladimir Tkach, The adaptive control of higher education process quality of a university on a “teacher-student” level ,TEKA Kom. Mot. I Energ. Roln. – OL PAN, 2010, 10B, 241-246.

4. C. Marshall, Enterprise Modelling with UML, ISBN 0-201- 43313-3, Addison-Wesley, Reading, MA, 2000.

5.G. Booch, J. Rumbaugh, I. Jacobson, The Unified Modeling Language User Guide, Addison-Wesley, Reading, MA, 1999.

6. T. Quatrani, Visual Modeling with Rational Rose and UML, Addison-Wesley, Reading, MA, 1998.

7. Java Standard Edition Режим доступа: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html – Дата доступа: 11.05.2012












Общая информация

Номер материала: ДВ-391099

Вам будут интересны эти курсы:

Курс профессиональной переподготовки «Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе»
Курс «Менеджер по продажам»
Курс «Логистика»
Курс «Правовое обеспечение деятельности коммерческой организации и индивидуальных предпринимателей»
Курс повышения квалификации «Экономика предприятия: оценка эффективности деятельности»
Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности по подбору и оценке персонала (рекрутинг)»
Курс повышения квалификации «Правовое регулирование рекламной и PR-деятельности»
Курс повышения квалификации «Финансы предприятия: актуальные аспекты в оценке стоимости бизнеса»
Курс профессиональной переподготовки «Управление сервисами информационных технологий»
Курс профессиональной переподготовки «Разработка эффективной стратегии развития современного вуза»
Курс повышения квалификации «Финансовые инструменты»
Курс профессиональной переподготовки «Методика организации, руководства и координации музейной деятельности»
Курс повышения квалификации «Международные валютно-кредитные отношения»
Курс профессиональной переподготовки «Теория и методика музейного дела и Охраны исторических памятников»
Курс профессиональной переподготовки «Осуществление и координация продаж»

Благодарность за вклад в развитие крупнейшей онлайн-библиотеки методических разработок для учителей

Опубликуйте минимум 3 материала, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную благодарность

Сертификат о создании сайта

Добавьте минимум пять материалов, чтобы получить сертификат о создании сайта

Грамота за использование ИКТ в работе педагога

Опубликуйте минимум 10 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Свидетельство о представлении обобщённого педагогического опыта на Всероссийском уровне

Опубликуйте минимум 15 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данное cвидетельство

Грамота за высокий профессионализм, проявленный в процессе создания и развития собственного учительского сайта в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 20 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Грамота за активное участие в работе над повышением качества образования совместно с проектом "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 25 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Почётная грамота за научно-просветительскую и образовательную деятельность в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 40 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную почётную грамоту

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Онлайн-конференция Идет регистрация