Toolbook II Assistant Version 6.0

1. Введення

Процес входження вищої школи у світовий освітній простір вимагає вдосконалення, а також серйозну переорієнтацію комп'ютерно-інформаційної складової. Друга половина ХХ століття стала періодом переходу до інформаційного суспільства. Лавиноподібний зростання обсягів інформації, прийняв характер інформаційного вибуху у всіх сферах людської діяльності.

Інформаційний вибух породив безліч проблем, найважливішою з яких є проблема навчання. Особливий інтерес становлять питання, пов'язані з автоматизацією навчання, оскільки "ручні методи" без використання технічних засобів давно вичерпали свої можливості. Найбільш доступною формою автоматизації навчання є застосування ЕОМ, тобто використання машинного часу для навчання та обробки результатів контрольного опитування знань учнів. Все більше використання комп'ютерів дозволяє автоматизувати, а тим самим спростити ту складну процедуру, яку використовують наукові співробітники та викладачі при створенні методичних посібників. Тим самим, подання різного роду "електронних підручників", методичних посібників на комп'ютері має ряд істотних переваг. По-перше, це автоматизація як самого процесу створення таких, так і зберігання даних в будь-якій необхідній формі. По-друге, це робота з практично необмеженим обсягом даних. Створення комп'ютерних технологій у навчанні є сусідами з виданням навчальних посібників нової генерації, що відповідають потребам особистості учня. Навчальні видання нової генерації, на наш погляд, покликані забезпечити єдність навчального процесу і сучасних, новаційних наукових досліджень, тобто доцільність використання нових інформаційних технологій у навчальному процесі і, зокрема, різного роду так званих "електронних підручників". На нашу думку, ефект від застосування засобів комп'ютерної техніки у навчанні може бути досягнуто лише тоді, коли спеціаліст предметної області не обмежується в засобах уявленнях інформації, комунікацій та роботи з базами даних і знань. Тому метою представленої роботи стала створення електронного підручника з інформатики для дистанційного навчання в ТПУ.

2. Вимоги до системи "електронного підручника"

В основу покладемо наступні принципи для середовища електронних підручників.

Для ефективного функціонування людини в електронній системі навчання незалежно від завдання, розв'язуваної дослідником, особливого значення набувають методи візуалізації вихідних даних, проміжних результатів обробки, що забезпечують єдину форму представлення поточної і кінцевої інформації у вигляді відображень, адекватних зоровому сприйняттю людини і зручних для однозначного тлумачення отриманих результатів. Важливою вимогою інтерфейсу є його інтуїтивність. Слід зауважити, що керуючі елементи інтерфейсу повинні бути зручними і помітними, разом з тим вони не повинні відволікати від основного змісту, за винятком випадків, коли керуючі елементи самі є основним змістом.

2.1 Вимоги до системи проектування "електронного підручника"

Легкість в освоєнні і використанні даного середовища для створення електронних підручників досягається за рахунок застосування візуальних технологій і можливістю використання фахівцем-предметником будь-яких текстових і графічних редакторів для написання вмісту електронного підручника. Для зручності роботи середу за створення електронних підручників допускає розробку проекту по окремих частинах, що дозволяє організувати роботу над підручником декількох фахівців-предметників.

До таких вимог підходить середовище для розробки електронних систем навчання Toolbook II Assistant Version 6.0, в якій був реалізований електронний підручник з інформатики для заочників ТПУ.

3. Основні можливості ToolBook II Assistant Version 6.0

Програмний продукт ToolBook II Assistant Version 6.0 призначений для без якого б то не було програмування створювати та поширювати навчальні програми доступні, як у локальному варіанті, так і в мережевому для ЛЗ та інтернет. У ToolBook II Assistant Version 6.0 є керований за допомогою шаблонів інтерфейс, який дозволяє вести навчання крок за кроком. Розробники можуть почати роботу з цим продуктом із спеціально розробленого модуля Book Specialist, який проведе їх по всіх основних етапах створення додатку. Додавання в навчальну програму відео, звуку, графіки та інтерактивних функцій здійснюється шляхом простої буксирування (drag-and-drop) мишею відповідних файлів. У результаті виходить навчальний додаток, який можна використовувати як на традиційних заняттях з викладачем, так і при дистантного навчання на комп'ютері. Розроблену навчальну програму можна зберігати в мережі, помістити на диск або записати на CD-ROM. Отримане додаток може легко доповнити наступний розробник, шляхом вставки додаткових сторінок. Перевагою такого підходу є те, що викладачі самі можуть створювати свої індивідуальні програми комп'ютерного навчання.

Пакет ToolBook II володіє стандартним меню, розташованому у верхній частині головного вікна і складається з наступних пунктів: "File" ( "Файл"), "Edit" ( "Редагування"), "View" ( "Вид"), " Page "(" Сторінка ")," Object "(" Об'єкт ")," Text "(" Текст ")," Draw "(" вивід ") та" Help "(" Допомога "). Нижче на малюнках 1 і 2 наведені деякі пункти стандартного меню.

Рис.1. Пункт "Файл" меню пакета ToolBook II Assistant

Рис.2. "Вид" ToolBook II Assistant

У пакеті ToolBook II Assistant Version 6.0 в діалогових вікнах властивостей об'єктів (рис. 3) передбачена панель інструментів, що забезпечує такі дії як виклик команди "Відміна останньої зміни", виклик команди "Повтор останнього зміни", виклик діалогового вікна "Розширені властивості "(рис. 4) для елементів мультимедіа, об'єктів контролю та інших об'єктів,

Рис.3

Рис. 4

виклик діалогового вікна "гіперзв'язок" (мал. 5) для забезпечення процесу навігації в межах одного або кількох електронних підручників, виклик опції "Анімація переміщення", для переходу до властивостей дочірніх і батьківських об'єктів та виклику допомоги.

Рис.5.

3.1 Каталог об'єктів в пакеті ToolBook II Assistant Version 6.0

Використання каталозі (рис.6) об'єктів в пакеті ToolBook II Assistant

Рис.6. Каталог об'єктів пакету ToolBook II Assistant

пояснюється двома причинами: по - перше, таке велике розмаїття об'єктів (дія кожного об'єкта описано за допомогою мови OpenScript, користувач лише доповнює цю дію за допомогою спеціальних діалогових вікон добиваючись необхідного результату) та графіки раціонально розташовувати в єдиній базі даних; во -- друге, автори даного мультимедійного пакету вирішили звільнити користувача від явного програмування мовою OpenScript, що широко використовувалося в пакеті Multimedia ToolBook Version 3.0, і це дозволило створити систему візуального об'єктно - орієнтованого програмування.

Закладка "Графіка" (мал. 7) дозволяє встановити графічне зображення об'єкта у всіх його положеннях: нормальне, Інвертований, відключення та позначене. Це дозволяє користувачеві визначати індивідуальний стан об'єкта в різних ситуаціях. Спеціальна опція "Розтягування графіки" ( "Stretch the graphic") рівномірно розтягує растрове зображення по всій поверхні об'єкту.

Рис.7. Закладка "Графіка" діалогового вікна властивості об'єкта пакету ToolBook II Assistant

Закладка "Обмеження" (рис. 8) дозволяє вручну встановити розміри і положення об'єкта на сторінці - це відмінна особливість пакету ToolBook II Assistant Version 6.0.

Рис.8. Закладка "Обмеження" діалогового вікна властивостей об'єкта пакету ToolBook II Assistant

Закладка "Шрифт" (рис. 9) забезпечує вибір шрифту, стилю шрифту й розміру шрифту. Хоча в пакеті ToolBook II Assistant Version 6.0 і збереглося діалогове вікно "Буква", закладка "Шрифт" дозволяє змінити шрифт не залишаючи діалогового вікна властивостей об'єкта.

Закладка "Південь" (рис. 10) дозволяє вибрати додаткові можливості поведінки об'єкта.

Рис.9. Закладка "Шрифт" діалогового вікна властивостей об'єкта пакету ToolBook II Assistant

Рис.10. Закладка "Південь" діалогового вікна властивостей об'єкта пакету ToolBook II Assistant

гіперзв'язки в електронних підручниках пакету ToolBook II Assistant Version 6.0 створюються за допомогою діалогового вікна "гіперзв'язок" (мал. 5). Тут вказується тип зв'язку (перехід на сторінку або виклик спливаючій сторінки), кінцева мета зв'язку (наступна сторінка, попередня сторінка, повернутися назад, перша сторінка, остання сторінка, специфічна сторінка або електронна адреса) і ефект, супутній гіперзв'язки.

Діалогове вікно властивостей електронного підручника пакету ToolBook II Assistant Version 6.0 містить необхідну інформацію про властивості основних елементів підручника. Наприклад, закладка "Сторінка" (рис. 11) містить єдиний розмір електронного підручника (цей розмір використовують за замовчуванням всі сторінки підручника, але існує можливість при необхідності змінити розмір конкретної сторінки в діалоговому вікні властивостей заднього плану)

Рис.11. Вид закладку "Сторінка" діалогового вікна властивостей електронного підручника пакету ToolBook II

Закладка "Вікно" (мал. 12) дозволяє змінити такі параметри: стиль читацького рівня (стиль вікна операційної системи Windows); видимі компоненти (системне меню, лінійки прокрутки); заливка неробочий частині екрана системним кольором операційної системи Windows або кольором, вибраним користувачем; використання іконки ідентифікації електронного підручника.

3.1 Організація роботи об'єктів контролю в ToolBook II Assistant.

Об'єкти контролю в пакеті ToolBook II Assistant Version 6.0 - в категорії "Питання" каталозі знаходяться різні об'єкти, призначені для процесу контролювання. Для управління цими об'єктами в пакеті ToolBook II Assistant Version 6.0 використовується діалогове вікно розширених властивостей об'єкта (рис. 4). Також як і діалогове вікно властивостей об'єкта діалогове вікно розширених властивостей об'єкта використовує закладки ( "Загальні властивості", "Відповіді", "Оцінка", "Негайна зворотній зв'язок" і "Затяжна зворотній зв'язок").

Рис.12. Вид закладку "Вікно" діалогового вікна властивостей електронного підручника пакету ToolBook II

Закладка "Загальні властивості" (рис. 4) містить:

назву питання;

обмеження взаємодій:

2.1) обмеження часу на відповідь;

обмеження спроб.

автоматичний скидання питання;

включення підтримки опцій Internet.

Рис. 13 Закладка "Відповіді" діалогового вікна розширених властивостей об'єкта пакету ToolBook II Assistant

Закладка "Відповіді" (рис. 13) містить: можливі варіанти відповідей, які можна додавати, змінювати і видаляти; опції випадкового розподілу відповідей, численного вибору і неможливості змінити раніше обраний варіант відповіді.

Закладка "Оцінка" (рис. 14) призначена для зберігання ваги правильних і неправильних відповідей, а також для видачі результату на кошти підрахунку оцінки.

Рис.14. Закладка "Оцінка" діалогового вікна розширених властивостей об'єкта пакету ToolBook II Assistant

Закладки "Негайна зворотній зв'язок" і "Затяжна зворотній зв'язок" використовуються для реакції на правильність чи неправильність відповіді і залежно від результату програють аудіо-або відео ролики, виводять повідомлення на яке - небудь після сторінки або посилають повідомлення по електронній пошті.

Використання Java і HTML в пакеті ToolBook II Assistant

Пакет ToolBook II Assistant дозволяє експортувати електронні підручники у вигляді набору файлів у форматі HTML для використання в World Wide Web.

Переміщуючи описані мовою Java об'єкти з каталогу на сторінки електронного підручника, змінюючи їх властивості та експортуючи електронний підручник як файли у форматі HTML, кінцеві користувачі можуть мати всі вигоди інтерактивного режиму, незалежного від операційної системи. При експортуванні електронного підручника для використання в World Wide Web, підтримувані мовою Java об'єкти, що використовуються в електронному підручнику, експортуються як Java - аплети. Ці невеликі додатки залежать від спеціального коду мови Java, що визначає їх поведінку в Internet.

ліміту картки електронного підручника в формат HTML реалізує діалогове вікно "Export for Web" (рис. 15)

Рис.15. Вид діалогового вікна "Export for Web"

3.2 Форма подання електронного підручника

У пакеті ToolBook II Assistant створити упаковану форму електронного підручника дозволяє діалогове вікно "Автоупаковщік" ( "AutoPackager"), представлене на рис. 16.

Рис.16. Вид діалогового вікна "Автоупаковщік" пакету ToolBook II Assistant

Опції інсталяції дозволяє вибрати один з п'яти видів інсталяції.

Електронний підручник

Підручник організований як звичайна книга, тобто має таку ж структуру. На початку підручника (рис.17) йде опис навігаційних засобів підручника, таких, як кнопки переходу на сторінки, кнопок виклику допомоги, змісту і змісту. Потім, на сторінці "зміст" (рис. 18) містяться пункти основних розділів матеріалу представленого в підручнику, у вигляді "гарячих" слів. При натискання мишкою на які відбувається переміщення на сторінку вказану в зміст.

Малюнок 17 Сторінка "інструкція по навігації".

Малюнок 18 Сторінка "зміст".

5. Вимоги до побудови тесту

У даній роботі для тестування застосуємо так звану закриту форму тестів. Користувачеві представлений питання або твердження, а також варіанти відповідей. Причому кількість самих відповідей і правильних з них може бути необмежена.

Тест з інформатики може бути, охарактеризовано як ефективний за умови, що він задовольняє певним вимогам. Основні вимоги наступні:

надійність більше 0,7;

валідність;

діскрімінатівность прагне до 1;

Давай обговоримо і визначимо всі ті терміни, в яких слід досконально розібратися, щоб тести були не тільки правильно сконструйовані, але й відповідним чином використовувалися.

5.1 Надійність

Надійність тесту - це характеристика методики, що відображає точність психодіагностичних вимірювань, а також стійкість результатів тесту до дії сторонніх випадкових факторів. При цьому надійність буває декількох видів:

ре-тестова надійність - коли розглядаються показники при повторному дослідженні випробуваних за допомогою одного і того ж тесту після часу;

надійність частин тесту - виходить шляхом аналізу стійкості результатів окремих сукупностей тестових завдань або окремих частин тесту.

5.1.1 Ре-тестова надійність

Коли тест не може дати той же самий результат для деякого випробуваного (за умови, що цей випробуваний не змінився) в різних умовах, - значить, не все в порядку. Спосіб вимірювання ре-тестової надійності дуже простий. Обчислюється кореляція показників для вибірки досліджуваних, протестованих в двох випадках. Задовільним найменшим значенням для ре-тестової надійності є 0,7. Зазначений граничний коефіцієнт надійності певною мірою умовний. Для проективних і деяких інших тестів особистості показник ре-тестової надійності може бути нижче, при цьому діагностична цінність методики не знижується.

При більш низькому значенні використання тесту стає навряд чи доцільним, оскільки стандартна похибка одержуваних по ньому показників будет настільки велика, що інтерпретація показників стане сумнівною.

5.2 Коефіцієнт надійності

Середня величина кореляції одного тесту або завдання з усім тестами або завданнями з генеральної сукупності називається коефіцієнтом надійності. Квадратний корінь із коефіцієнта надійності є кореляцією даного тесту або завдання з дійсним показником. Однак на практиці неможливо точно вирахувати це теоретичне значення надійності , тому що кількість розроблених нами завдань і тестів не є нескінченним. Це означає, що надійність деякого тесту можна оцінити лише приблизно .

Таким чином, на практиці коефіцієнти надійності засновані на кореляції одного тесту з іншими, і ця оцінка може бути не дуже точною. Це, означає, що має більш суттєве значення кореляція тесту або завдання з дійсним показником теж може бути оцінена неточно.

5.3 Надійність і величина тесту

Таким чином, надійність зростає з величиною тесту. З точки зору розробника тестів важливою є швидкість зростання надійності зі зростанням кількості завдань. Завжди важко розробити велику кількість валідних завдань (наприклад, таких, які належать саме потрібної генеральної сукупності); отже, якщо ми хочемо продемонструвати, що скажімо, надійність двадцяти п'яти завдань (із заданою середньої кореляцією) є високою, то досягнення цієї мети буде мати сенс .

5.4 Коефіцієнт асоціації для оцінки надійності тесту

тісноту зв'язку між якісними ознаками X і Y вимірюють за допомогою коефіцієнта асоціації. Де Х - вид тесту, а Y - результати тестування. У простому вигляді формула, за якою розраховується цей показник, виглядає таким чином:

, (1.1)

де

a, b, c, d - чисельності корелюється груп.

Коефіцієнт асоціації, як і пірсоновскій коефіцієнт кореляції, змінюється від -1 до +1. Значимість можна перевірити за допомогою t-критерію Стьюдента. Нульову гіпотезу, яка зводиться до пропозиції, що в генеральній сукупності цей показник дорівнює нулю, відкидають, якщо

, (1.2)

де

- кількість тестованих,

- коефіцієнт асоціації,

- t-критерій Стьюдента,

для прийнятого рівня значущості () і числа ступенів свободи .

Так як коефіцієнт асоціації має пряме відношення до пірсоновскому критерієм , на якому він базується, то розподіл імовірних значень критерію є безперервним. Якісні ж ознаки дискретним, їх числове значення не розподіляються безперервно. З огляду на цю особливість, у формулу (1.1) прийнято вносити поправку Йейтса на безперервність варіації, що дорівнює половині обсягу вибірки. І формула (1.1) приймає наступний вигляд:

. (1.3)

5.5 Валідність

Коротко розглянемо природу валідності, другий з основних характеристик ефективних тестів. Тест називається дійсним, якщо він вимірює те, для вимірювання чого він призначений. Однак таке визначення не роз'яснює задовільно значення валідності. У цьому випадку виникає нове питання: як ми дізнаємося, що тест вимірює те, для чого він призначений? Насправді, існує багато різних способів доведення валідності тестів, і кожен з них відповідає різним аспектам цього значення.

Кажуть, що тест є, очевидно дійсним, якщо про нього складається враження, що він вимірює саме те, що мається на увазі, особливо з точки зору випробовуваних

Конкурентна валідність - ця валідність оцінюється по кореляції результатів даного тесту з результатами інших тестів. Так, якщо ми намагаємося встановити конкурентну валідність деякого тесту інтелекту, ми будемо вивчати його кореляцію з іншими тестами, валідність яких встановлена.

Змістовна валідність. Цей термін застосовується, в основному, по відношенню до тестів досягнень і може бути просто пояснено таким чином. Якщо можна показати, що завдання тесту відображають всі аспекти досліджуваної області поведінки, то тест є, по суті, дійсним, за умови, що інструкції викладені ясно. Змістовна валідність не зводиться до простої очевидної валідності, що пов'язаний із зовнішнім виглядом завдань тесту. Якщо в тесті математичних навичок ми хочемо протестувати вміння перемножувати вирази дужках і маємо завдання виду , то важко заперечувати валідність цього завдання. Очевидно, змістовна валідність корисна тільки для тих тестів, для яких, як у даному випадку, значення, що вимірюється параметра повністю ясний.

Були описані різноманітні способи встановлення валідності тестів, деякі з них докорінно відрізняються один від одного. З обговорення має бути також зрозуміло, що не може бути якогось єдиного показника, що демонструє валідність тесту. Для повної її перевірки слід враховувати множин одержаних показників. Більш того, як це стане ясно з подальшого викладу, валідність тесту може фактично гарантуватися логічно обгрунтованими методами конструювання тестів.

5.6 Діскрімінатівность

Діскрімінатівность - це здатність окремих завдань тесту і тесту в цілому диференціювати обстежуваних щодо "максимального" і "мінімального" результату тесту.

Ще однією особливістю ефективних тестів є діскрімінатівность. Дійсно, досягнення задовільного розподілу показників є однією з цілей розробника тесту. За допомогою ретельного конструювання тесту можна забезпечити відповідний рівень діскрімінатівності, а це саме те, в чому тести значно виграють в порівнянні з іншими формами випробувань. Загалом, було виявлено, що в оцінці може бути використано близько дев'яти градацій [1], а в опитуваннях, ймовірно, найбільш ефективно використовувати три градації: нижче середнього, середній рівень і вище середнього. Діскрімінатівность вимірюється показником дельта Фергюсона і приймає максимальне значення при рівномірному (прямокутному) розподіл показників ().

5.7 Метод Фергюсона для обчислення діскрімінатівності тесту

Коефіцієнт Фергюсона - це відношення між показником діскрімінатівності, залученими для деякого тесту і максимальним значенням діскрімінатівності, яке може забезпечити такий тест.

,

де

- кількість досліджуваних,

- кількість завдань тесту,

- частота зустрічальності кожного показника.

= 0, коли всі випробувані отримали однакові показники, тобто коли немає діскрімінатівності. = 1 при рівномірному розподілі завдань, в яких найбільш повно були реалізовані всі можливі прояви вимірюваного властивості.