Назад в библиотеку

РАЗРАБОТКА ДЕМОНСТРАЦИОННО – ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ

Автор:С.Н. Омельянченко, Р.В. Мальчева, Авксентьева О.А.

Применение компьютерных технологий в обучении (Computer Added Education) началось в конце прошлого столетия. Наиболее перспективными считаются такие направления использования компьютеров в обучении, как экспертные системы, разветвлённо-диалоговые обучающие системы, имитаторы эксперимента и обучающие среды.

Можно отметить следующие педагогические задачи, решаемые с помощью компьютерных средств обучения [1, 2]:

Создание демонстрационно-обучающих интерактивных приложений особенно актуально для реализации одного из основных принципов обучения – наглядности. В настоящее время существует достаточное количество графических редакторов, которые позволяют не только проиллюстрировать изучаемый материал, но и представить его в динамике. Особенно важно, что интерактивные динамические модели позволяют детально проработать методические аспекты изучаемого материала. [2, 3]

Как показывает практика преподавания дисциплин по направлению «Информатика и вычислительная техника», особое затруднение у студентов вызывает понимание внутри машинного выполнения операций. С этой целью демонстрационно – обучающая система включает демонстрационные ролики выполнения основных команд ассемблера [4, 5].

В качестве демонстрации рассмотрим выполнение команды «целочисленное умножение» IMUL базового процессора і8086 (рис. 1). Пример демонстрирует два варианта выполнения умножения в зависимости от формата описания второго операнда. Если 2-й операнд занимает один байт, то 1-й операнд загружается в регистр al, а результат записывается в регистр ax. Если 2-й операнд занимает два байта, то 1-й операнд загружается в регистр ax, а результат записывается в пару регистров dx.ax.

Рис. 1. Демонстрация выполнения команды умножения

В рамках разработки виртуальной лаборатории для изучения и моделирования архитектур процессорных элементов [6] выполнена разработка демонстрационнообучающей системы, обеспечивающая доступ как из учебных лабораторий кафедры, так и удаленный. При этом реализованы следующие компоненты системы: создание web-дизайна; верстка web-страницы; процесс web-программирования; процесс конфигурирования web-сервера.

Задача реализации демонстрационно-обучающей системы не подразумевает больших затрат в области конструирования страницы, потому для этих целей достаточно использования языка разметки html, языка стилизации css и некоторых инструментов Bootstrap. Это целый набор инструментов html и css шаблонов для создания сайтов и web-приложений. За счет того, что он настраиваемый и имеется немало шаблонных кодов, которые в открытом доступе, упрощается работа и верстка сайта. Появляется упрощенная возможность создавать «резиновые» сайты, для разных платформ, используя уже готовые рабочие наработки кнопок, форм, навигации и многого другого, включая так же JavaScript- расширения.

Для передачи данных из форм данных языка разметки html в скрытую «серверную» часть проекта, написанную на PHP, используется JavaScript, который удобен для программного доступа к объектам приложений, а так же широко используется в браузерах для придания интерактивности web-страницам.

Возможность объектно-ориентированного программирования на базе языка PHP упрощает реализацию поставленной задачи. Воссоздание не только алгоритмов, но и упрощенного представления аппаратной части для более корректной демонстрации помогает при реализации проекта.

Демонстрация алгоритмов умножения начинается с запроса ввода исходных чисел А и В в десятичном представлении. Затем выбирается алгоритм для демонстрации (А, Б, В или Г). После нажатия клавиши «Рассчитать» отображается двоичное представление чисел.

Затем отображается каждый шаг выполнения алгоритма вплоть до получения результата. В итоге на экране формируется таблица, отображающая в каждой строке изменения каждого из регистров-операндов и регистра-результата. Под таблицей осуществляется вывод результата в двоичной и десятиной форме (рис. 2), что позволяет проверить правильность работы алгоритма.

Рис. 2. Демонстрация умножения двоичных чисел

Учебный материал в электронной форме должен не только сохранять все достоинства печатного материала, но и в полной мере использовать мультимедийные возможности, предоставляемые компьютером. К таким возможностям и относится «оживление» текста и иллюстраций при помощи анимационных роликов и видеоматериалов, что было реализовано в демонстрационно – обучающей системе.

Список использованных источников:

  1. Солдаткин В.И. Преподавание в сети Интернет: Учеб. Пособие. – М: Высшая школа, 2003. – 792 с.
  2. Malcheva R. Applying Internet technologies to improve the perception of lectures // Proceedings of 3d Congress EE. – Glasgow, 2002. – PP. 348-349.
  3. Macromedia Flash MX 2004 ActionScript 2.0. Справочник разработчика: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2005. – 896 с.
  4. Мальчева Р.В. Использование видеороликов и игр при обучении иностранных студентов направления “Компьютерная инженерия” // Збірка праць V науковометодичної конференції “Проблеми і шляхи вдосконалення науково-методичної та навчально-виховної роботи в ДонНТУ”. – Донецьк: ДонНТУ, 2013.
  5. Мальчева Р.В. Моделирование внутренних операций процессорных элементов / Р.В. Мальчева, Т.В. Завадская // Информатика и кибернетика. – Донецк: ДонНТУ, 2016. – №3 (5). – С. 65-71.
  6. Мальчева Р.В. Разработка виртуальной лаборатории для изучения и моделирования архитектур процессорных элементов / Р.В. Мальчева, О.А. Авксентьева // Программная инженерия: методы и технологии разработки информационно- вычислительных систем (ПИИВС-2016): сборник научных трудов I научнопрактической конференции. 16-17 ноября 2016 г. – Донецк, ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет», 2016. – С. 102-108.