«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных пк и мобильных устройств»




Скачать 126.46 Kb.
Название«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных пк и мобильных устройств»
Дата26.09.2012
Размер126.46 Kb.
ТипДокументы
Мероприятие 3.2.4:

Разработка новых методик обучения с использованием беспроводных мобильных средств магистрами и преподавателями

Тематика и выполнение работ по подпроекту

«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных ПК и мобильных устройств».


Научный руководитель: Королев Л.Н.,

Исполнители: Березин Б.И., Березин С.Б., Попов А. В., Нурминский Е.В.


Введение.

  • Цели инновационного образовательного проекта:

Повышение эффективности преподавания, улучшение усвоения материала, упрощение взаимодействия преподавателя со студентами, расширение возможностей самостоятельной работы студентов за счет использования средств беспроводной связи и мобильных технологий, расширение возможностей тестирования и контроля знаний.

  • Задачи, решаемые в рамках инновационного образовательного проекта: Обеспечение лекторов и преподавателей (а также студентов) современными средствами, позволяющими дополнить традиционную доску и мел экраном и компьютеризированной проекционной аппаратурой, обеспечение студентов возможностью прослушивания лекций и участия в семинарских занятиях в режиме телеконференций, возможность рассылки заданий и получения ответов, возможности регламентированного режима общения с преподавателем в режиме диалога.

  • Формы реализации инновационного образовательного проекта:

Отчеты коллектива разработчиков о проделанной работе, экспериментальные проверки работоспособности созданного программного обеспечения и установленной аппаратуры, пробные чтение лекций и проведение семинарских занятий в режимах, предусмотренных проектом, внедрение в один-два лекционных курса в учебный процесс, модернизация представления лекционного материала.

  • Результаты и продукты, получаемые по окончании реализации
    инновационной образовательной программы:

Заключения о целесообразности перехода на инновационный характер преподавания для курсов учебных программ факультета, создание аппаратно-программных средств комплексов «Компьютеризированная поточная аудитория», «Компьютеризированная аудитория для семинарских занятий», «Кафедра лектора», «Рабочее место преподавателя», Методические материалы и описания по правилам подготовки курсов лекций и практических занятий, согласно инновационным методикам проведения занятий, а также по освоению работы с аппаратно-программным комплексом. Реализация технологии системы «Наставник» на новом программно-аппаратном уровне. Разработка одного-двух курсов для «Наставника».

  • Системность и масштаб влияния проекта на инновационное развитие факультета, университета, отрасли, региона, системы высшего профессионального образования:

Реализация проекта должна существенно повлиять на развитие факультета с точки зрения его выхода на наиболее перспективные современные методы организации образовательной деятельности, при создании условий внедрения разработок факультета в другие ВУЗы страны, это повлечет за собой новый этап повышения эффективности высшего образования.

  • Партнеры в реализации инновационной образовательной программы:

В качестве партнеров инновационной программы могут выступить крупные фирмы, занимающиеся разработкой аппаратуры, софтверные фирмы, занимающиеся разработкой ПО для средств мобильной связи, а так же фирмы разработчики современной периферии (экраны, видеокамеры, мониторы и др.)

Пояснительная записка к подпроекту.

1. Электронный конспект


1.1. Модуль для подготовки материала лекций. Позволяет собирать лекции из документов HTML, TeX, RTF. Вносить в них дополнительную разметку. Платформа: Windows Forms.

1.2. Модуль для показа материала лекций преподавателем на экране. Преподаватель может дополнять материал по мере показа рисунками, выполнеными стилом или мышкой. Введенные преподавателем изменения передаются студентам. Платформа: Windows Forms. Модуль является сервером SOAP.

1.3. Модуль для ведения конспекта студентами. Студентам передаются уведомления о необходимости забора следующей части конспекта, после чего данная часть загружается из модуля 1.2. Каждый из студентов может дополнять конспект своими записями. Платформа: Windows Forms.

1.4. Модуль для хранения электронных конспектов, показа на экране, печати. Технологии: ASP.NET.


Для системы электронного конспекта предполагается подготовить часть лекций по курсам Компьютерная графика и Объектно-ориентированное программирование на платформе .NET.

2. Дистанционное управление.


2.1. Модуль передачи содержимого экрана. Позволяет транслировать содержимое экрана одного компьютера всем остальным. Построен по технологии peer-to-peer. Возможен режим multicast. Платформа: Microsoft .NET.

2.2. Модуль приема сообщений. Позволяет передавать нажатия клавиш и движения мыши с одного компьютера на другой. Построен по технологии peer-to-peer. Возможен режим multicast. Платформа: Microsoft .NET.

2.3. Модуль управления преподавателя. Позволяет перенаправлять поток с содержимым экрана и/или с командами управления между любыми компьютерами в аудитории.

Систему дистанционного управления планируется применять на лекциях и практических занятиях по ООП: .NET.

3. Практические задания.


3.1. Модуль подготовки практического задания. Позволяет преподавателю подготовить пакет файлов и настроек системы для передачи студенту. Платформа: Windows Forms. Пример практического задания: проект Visual Studio 2003 (несколько файлов), в которых нужно внести необходимые изменения.

3.2. Модуль получения задания работает на компьютере студента и ждет от преподавательского компьютера сигнала о получении практического задания. После чего загружает файлы, запускает необходимые приложения и делает необходимые настройки в системе. Платформа: Microsoft .NET.

3.3. Модуль выдачи заданий. Позволяет преподавателю в процессе занятия выдавать студентам задания, подготовленные при помощи модуля 3.1. Возможна реализация в виде Windows или Web-приложения.

Систему практических занятий планируется применять на лекциях и практических занятиях по ООП: .NET.

4. Опросы/Контрольные работы.


4.1. Модуль подготовки контрольных работ. Позволяет заранее подготавливать варианты опросов/контрольных работ и размещать их на сервере контрольных вопросов. Возможна реализация в виде Windows или Web-приложения. Вопрос может допускать автоматическую проверку или ручную проверку (в т.ч. вводимой формулы). Вопрос может формироваться автоматически (на основе нескольких случайно выбранных параметров). Возможно автоматическое формирование варинта контольной/опроса.

4.2. Сервер вопросов представляет собой приложение ASP.NET для хранения и редактирования вопросов и для выдачи вопроса студенту и получения от него ответа.

4.3. Сервер статистики представляет собой приложение ASP.NET и предназначен для хранения результатов проведения опросов и контрольных работ. Сервер статистики позволяет преподавателю просматривать результаты автоматически проверяемых вопросов или добавлять результаты ручной проверки. Содержит ряд страниц с динамически обновляемой отчетностью по студентам.

4.4. Модуль для компьютера студента. Получает информацию о вопросе и времени ответа на вопрос от сервера вопросов. Отображает вопрос на экране. Получает ответ и отправляет его серверу вопросов.

Планируется применять систему для проведения опросов на лекциях по курсу Компьютерная графика и для проведения контрольных работ по курсу Дифференциальные уравнения. Будет создана база автоматически формируемых вопросов по курсу Компьютерная графика.


5. Служба событий


Служба событий представляет собой системный повторно используемый компонент для своевременной доставки уведомлений о событиях (опросах, из п.4, новых частях конспекта из п.5) студентам независимо от способа подключения (Интернет, Интранет, Wi-Fi, GPRS).

6. Сервер аутентификации.


Служебный компонент, хранящий информацию о реквизитах каждого студента для входя в систему. Возможно автоматическое обновление информации о студентах от информационных систем учебного заведенения.


7. Система «Наставник»

Реализация системы «Наставник» на новом программно-аппаратном уровне. Обучающий модуль, модуль самотестирования (КПК, планшетный ПК, Тестирующий модуль). Модуль тестирования.


Необходимые ресурсы:

Мобильный класс на базе планшетных компьютеров (25-30 шт.) с дополнительным программным обеспечением (Maple или MatLab, MS Оffice Professional, Adobe Acrobat)

~ 70 тыс. долларов

Комплект КПК (до 100 шт.) ~ 50000 тыс.долларов

Проекционная техника (в том числе для оборудования поточных аудиторий, проекторы, рольставни, система управления, работы))

~ 2 млн. руб.

Работы, выполненные в июле - августе

Исполнители: доцент Березин Б.И., доцент Березин С.Б.,

Войцеховский Д.В. (аспирант 2 г.о.),

Адинец А. (студент 5 курса), Попов А. (студент 3 курса),

Нурминский Е. (студент 4 курса)


  • За период с 3 июля 2006 года по 30 августа 2006 года была проделана следующая работа:


1. Поставлена задача создания оснащения аудиторий нового поколения на основе программно-аппаратного комплекса из ноутбуков, ПК с планшетным вводом и мобильных устройств, которые позволят проводить лекции, семинарские занятия и контрольные работы более эффективно с точки зрения использования времени аудиторного времени преподавателем и усвоения знаний студентами.


2. Из существующего учебного плана ф-т ВМиК выбраны дисциплины, которые будут частично адаптированы для применения совместно с создаваемым программно-аппаратным комплексом. Это:

2.1. Курс лекций по компьютерной графике

2.2. Курс лекций по численным методам

2.3. Семинарские занятия по дифференциальным уравнениям

2.4. Практикум на ЭВМ по разработке приложений на платформе Microsoft.NET


3. Для дисциплин (из п.2) предложены и рассмотрены типовые сценарии взаимодействия преподавателя и студентов при проведении лекционных занятий, контрольных работ, письменных экзаменов, тестов и практических занятий.


4. Разработана архитектура программного обеспечения аудитории нового поколения. Выделены следующие основные компоненты:

4.1. Сервер вопросов, предназначенный для хранения вопросов по различным дисциплинам, отображения вопросов и автоматической проверки ответов.

4.2. Сервер статистики, предназначенный для хранения информации об успеваемости студентов и результатов контрольных работ и практических занятий.

4.3. Модуль подготовки лекционных материалов

4.4. Модуль для ведения конспекта на мобильных устройствах студентов

4.5. Модуль подготовки практических занятий

4.6. Модуль для загрузки практических устройств на мобильных устройствах студентов

4.7. Модуль преподавателя для проведения тестов и контрольных работ

4.8. Модуль студента для проведения тестов и контрольных работ

4.9. Вспомогательные модули для хранения информации о студентах (сервер аутентификации) и для оперативной доставки уведомлений (сервер событий).


5. Разработаны структуры баз данных и программные интерфейсы сервера аутентификации и сервера событий. Используемые технологии и протоколы в перспективе позволяют проводить дистанционные занятия, когда группы студентов находятся в разных частях сети Интернет. Реализованы экспериментальные версии сервера аутентификации и сервера статистики.


6. Разработаны структуры баз данных и программые интерфейсы сервера вопросов и сервера статистики.


  • За период с 1 сентября 2006 года по 30 октября 2006 года была проделана следующая работа.



— Реализация системы оперативного уведомления о событиях для карманных компьютеров.



1. Полностью реализована система оперативного уведомления о событиях для приложений на платформе Windows Mobile.


Программная реализация системы оперативного уведомления о событиях состоит из следующих подсистем, оформленных в виде проектов Microsoft Visual Studio 2005

a. Веб-службы подписчика событий и источника событий

b. Библиотека классов для реализации асинхронной обработки

c. Библиотека классов, содержащая компоненты подписчика событий и источника событий

d. Библиотека классов для работы с подсистемой оперативного уведомления

e. Приложение-сервер подсистемы оперативного уведомления


2. Для обеспечения работы на платформе Windows Mobile были подготовленны специальные реализации библиотеки классов для асинхронной обработки и компонент подписчика событий и источника событий, в которых были учтены особенности базовой библиотеки классов на платформе Windows Mobile.


3. Было проведено тестирование системы оперативного уведомления о событиях на мобильных устройствах, в том числе при включениях/выключениях мобильного устройства.


4. Система оперативного уведомления о событиях была развернута на доступном в Интернет сервере.

— Разработка пользовательского интерфейса клиента приложения преподавателя и студента для проведения практикума.





  1. Произведен анализ типового пользователя системы (User Research): сформированы сценарии использования приложения (Use Case Scenarios), на основе которых построен граф потока действий пользователя (Task Flow Graph).

  2. Специфицирована структура организации взаимодействия пользователя с приложением:

    1. построены графы навигации (Navigation Maps) интерфейса и специфицированы точки возникновения первичных ошибок.

    2. созданы шаблоны размещения визуальных элементов управления для пользовательских экранов (Page Layout templates).

    3. построен и документирован граф следования пользовательских экранов (Wireframe Storyboard).

  3. Создано решение Visual Studio, реализующее рабочий прототип ("каркас") интерфейса пользовательского приложения (wireframe application interface) - полнофункциональные экраны пользователя, созданные из стандартных визуальных элементов.

  4. Выполнены работы по конечному дизайну внешнего вида приложения:

    1. Для Page Layout templates создана реализация в виде расширяемых пользовательских элементов управления ресурс-библиотеки приложения Windows Presentation Foundation.

    2. Определен и реализован графический вид приложения: соответствующие стили оформления элементов управления вынесены в ресурс-библиотеку Windows Presentation Foundation.

  5. Создана спецификация и документация использования интерфейса и сформулированы рекомендации (guidelines) возможного расширения или изменения функциональности приложения.

— Разработка модуля к среде разработки Microsoft Visual Studio для генерации XML-документа для загрузки на планшетный ПК студентов.


  1. Доступ к загруженным файлам в среде разработки Microsoft Visual Studio.

  2. Анализ файлов проектов (*.csproj, *.vcproj).

  3. Анализ файлов решений (*.sln).

  4. Различные проверки возможности создания задания для студентов на основе загруженного проекта, в частности:

    1. Доступность материалов из локальной сети

    2. Существование указанных файлов

  5. Генерация XML-документа, содержащего необходимую информацию для загрузки практического задания на планшетный ПК студента:

    1. Имя файла

    2. Локальный путь к файлу.

    3. Конечный путь к файлу.

    4. Следует ли запустить файл после скачивания и прочие действия, которые следует выполнить с данным файлом.

    5. Группу файла – какой программой следует открывать файл.

  6. Отправление оповещения о завершённой работе при помощи сервера событий.


Реализация модуля генерации задания в виде модуля расширения среды разработки Microsoft Visual Studio позволяет создавать задания для студентов из знакомого пользовательского интерфейса без привлечения сторонних программ.


Полученные при разработке данного модуля знания и навыки будут применены при разработке аналогичных модулей для других сред программирования и программных продуктов, в частности MatLab.


О выполненных работах по подпроекту «Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных ПК и мобильных устройств»



За период с 1 cсентября по 15 октября 2006 года выполнены следующие работы:

1. Полностью реализована система оперативного уведомления о событиях для приложений на платформе Windows Mobile. Для обеспечения работы на платформе Windows Mobile были подготовленны специальные реализации библиотеки классов в которых были учтены особенности базовой библиотеки классов на платформе Windows Mobile. Было проведено тестирование системы оперативного уведомления о событиях на мобильных устройствах, в том числе при включениях/выключениях мобильного устройства.


2. Разработан модуль генерации задания в виде модуля расширения к среде разработки Microsoft Visual Studio, а именно динамически подключаемая библиотека (DLL), реализующая следующую функциональность:

a. Доступ к загруженным файлам в среде разработки Microsoft Visual Studio.

b. Проверки возможности создания задания для студентов на основе загруженного проекта, в частности:

c. Генерация XML-документа, содержащего необходимую информацию для загрузки практического задания на планшетный ПК студента:

d. Отправление оповещения о завершённой работе при помощи сервера событий.

Реализация модуля генерации задания в виде модуля расширения среды разработки Microsoft Visual Studio позволяет создавать задания для студентов из знакомого пользовательского интерфейса без привлечения сторонних программ.


3. Разработан пользовательского интерфейса клиента приложения преподавателя и студента для проведения практикума.

a. Поизведен анализ типового пользователя системы (User Research): сформированы сценарии использования приложения (Use Case Scenarios), на основе которых построен граф потока действий пользователя (Task Flow Graph).

b. Специфицирована структура организации взаимодействия пользователя с приложением:

c. Создано решение Visual Studio, реализующее рабочий прототип ("каркас") интерфейса пользовательского приложения (wireframe application interface) - полнофункциональные экраны пользователя, созданные из стандартных визуальных элементов.

d. Выполнены работы по конечному дизайну внешнего вида приложения:


4. Разработан и реализован WCF-сервис проведения опросов, который может использоваться как перспективными системами, построенными на основе WCF, так и системами, построенными на основе веб-сервисов.




Похожие:

«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных пк и мобильных устройств» iconКафедра системного программирования разработка информационной системы накопительной программы лояльности для мобильных устройств
Разработка информационной системы накопительной программы лояльности для мобильных устройств
«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных пк и мобильных устройств» iconИзучение мультиагентного поведения распределенной системы автономных Мобильных роботов
Целью работы является разработка технологии изучения мультиагентного поведения распределенной системы мобильных роботов для прогнозирования...
«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных пк и мобильных устройств» iconРекламный рынок
Россия представляет итоги международного исследования рынка мобильных устройств tns mobile Life
«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных пк и мобильных устройств» iconТема Процесс обучения. Закономерности и принципы процесса обучения
Примерное содержание: понятие и сущность процесса обучения, движущие силы процесса обучения, основные задачи и компоненты процесса...
«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных пк и мобильных устройств» iconРабочая программа учебной дисциплины
Знание фундаментальных идей, лежащих в основе функционирования цифровых вычислительных устройств, принципов организации (построения...
«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных пк и мобильных устройств» iconМетодические указания к лабораторным работам №1, 2 по дисциплине "Проектирование и технология изготовления приемопередающих устройств мобильных радиостанций" для студентов специальности 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств»
Методические указания предназначены для развития практических навыков работы с системой схемотехнического проектирования Orcad при...
«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных пк и мобильных устройств» iconОсновы активно-игрового обучения
В связи с этим профессиональная школа все более переориентируется на включение в образовательный процесс технологий проблемно-деятельностного...
«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных пк и мобильных устройств» iconПолат Е. С., д п. н., проф., Иосо рао
В пособии рассматриваются теоретические и прикладные вопросы организации дистанционного обучения как ведущей и перспективной формы...
«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных пк и мобильных устройств» iconРазработка мобильного приложения «исторические даты россии»
Целью данной работы является разработка мультимедийного приложения для мобильных устройств, помогающего пользователю освоить метод...
«Компоненты перспективной системы обучения на основе планшетных пк и мобильных устройств» iconРабочая программа учебной дисциплины «Системы мемс и немс (микро- и нано электромеханические системы)»
Мемс и немс, особенностях разработки и использования таких устройств, ознакомление с современным состоянием исследований в соответствующих...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница