Информатизация инженерного образования (выпуск 5)

ИНФРАСТРУКТУРА РАЗРАБОТКИ АППЛЕТОВ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО ИНЖЕНЕРНЫМ ДИСЦИПЛИНАМ

Автор: С.Ю.Новикова, А.А. Сутченков, А.И. Тихонов

Направления все направления подготовки МЭИ (ТУ)

подготовки:

Дисциплина: поддержка практических занятий по инженерным дисциплинам

Адрес ресурса: http://va.mpei.ac.ru/apps11/content/examples

Контактная tikhonovai@mpei.ru

информация:

501

Назначение ресурса

Инфраструктура предназначена для подготовки и публикации апплетов, представляющих собой небольшие web-приложения для поддержки практических занятий, проведения интерактивных инженерных расчетов и вычислительных экспериментов. Апплеты публикуются в web, доступ к ним осуществляется с помощью любого браузера. Использование апплетов сводится к обращению к ним через Интернет, вводу данных, проведения расчетов, получению и анализу результатов как в текстовой, табличной, так и графической формах, изменению входных данных и проведению многовариантных расчетов.

Рис. 1. Жизненный цикл апплета

На рис. 1. представлен жизненный цикл апплета.

Архитектура инфраструктуры апплетов

При проектировании инфраструктуры апплетов за основу брались следующие положения:

•минимально возможная трудоемкость создания апплетов на стороне преподавателя и/или разработчика;

•простота разработки апплетов, возможность разделения труда по проектированию интерфейса приложения, данных, разработке алгоритма и программы;

•нулевая установка апплетов на компьютерах пользователей за счет выполнения апплетов в контексте браузера;

•высокая наглядность представления результатов расчетов;

•низкие требования к ресурсам;

•возможность применения апплетов на больших потоках студентов в том числе и в условиях пиковых нагрузок;

•возможность простого встраивания апплетов в электронные учебники.

Инфраструктура апплетов построена на основе паттерна проектирования MVC (модель — представления — контроллер).

Модель — это описание объектов, входящих в состав апплета в форме JSON, который расширен возможностью добавления однострочных и многострочных комментариев в стиле языка программирования С. В ряде случаев описание объекта включает в себя указания о способе его отображения. Объекты должны иметь тип. В качестве допустимых типов используются текст, целые числа, числа с плавающей запятой, логические значения, таблица, график.

502

Объекты могут быть организованы в коллекции, например, набор палитр, используемых при отображении графиков, описывается следующим образом:

"palette":{"objtype":"text", "value":"серая",argtype:"in", "values": ["серая","спектральная", "разноцветная", "яркая","горячая","холодная","летняя" "осенняя","весенняя","зимняя"], "description":"коллекция палитр", "width":150}

Здесь описана коллекция текстовых объектов (свойство objtype) с умалчиваемым значением «серая» (свойство value), имеющая набор значений (свойство values), возможен только ввод значений объекта (свойство argtype), по умолчанию данный объект отображается в виде раскрывающегося списка, поле списка (свойство width) имеет ширину 150 пикселов.

Представление является html-файлом, расширенным за счет дескрипторов объектов модели. Объекты модели должны быть включены в представление в виде {{имя_объекта_модели/}}. В частности набор палитр кодируется в представлении как {{palette/}}. Некоторые объекты при необходимости можно сделать невидимыми для пользователя, управляя ими программно.

Контроллер представляет собой динамическую библиотеку Microsoft .Net 4 или исходный текст класса на языке IronPython. Контроллер апплета динамически загружается и выполняется инфраструктурой. Контроллер осуществляет следующие действия: получение данных из модели и введенных пользователем, проведение расчетов, подготовку выходных данных для отображения инфраструктурой апплетов. В частности, вывод графиков осуществляется вставкой в контроллер двух строк:

p.data = data; // передача данных инфраструктуре

Plot pl = new Plot().DrawChart(p);// вывод графика

В настоящее время для написания контроллеров апплетов в основном используется язык программирования C#.

Таким образом, предлагаемая инфраструктура позволяет разделить работу по созданию апплетов. Основным в проектировании является разработка модели апплета. Пользовательский интерфейс апплета может быть сконструирован в любом текстовом или html-редакторе, в том числе и Microsoft Word (с последующим преобразованием в html). Несколько сложнее осуществляется разработка котроллера, для чего необходимо иметь элементарные навыки программирования на одном из языков .Net. Для решения данной задачи разработан диалоговый web-конструктор, создающий по модели заготовку контроллера.

Как уже говорилось выше, в инфраструктуру встроены средства, облегчающие построение пользовательского интерфейса, включая:

• редактируемые и нередактируемые таблицы, структура которых описывается в модели, содержимое таблиц может редактироваться как пользователем, так и программно;

503

• средства графического вывода, позволяющие строить графики функций одной переменной, отображать наборы экспериментальных данных с помощью маркеров, разброс экспериментальных значений; гистограммы; графики функций двух переменных в виде поверхностей и уровневых множеств.

При разработке апплетов широко используется отечественная библиотека численных методов alglib (http://alglib.sources.ru). Апплеты могут быть организованы в программные конвейеры в стиле операционной системы Unix.

Состав ресурса

Инфраструктура представляет собой web-приложение, функционирующее под управлением web-сервера IIS, использующее СУБД SQL Server Express. Доступ к ресурсу осуществляется удаленно.

Для публикации апплета достаточно в web-приложении инфраструктуры создать подкаталог с именем апплета и записать в него файлы модели, представления и контроллера, а также включить апплет в карту сайта (файл web.Sitemap web-приложения).

Требования к оборудованию и программному обеспечению

Минимальные требования на серверной стороне: 2Гб оперативной памяти, 1 Гб на жестком диске, Windows 2008, Microsoft .Net 4, IIS 7. На стороне пользователя необходимо подключение к Интернету и любой современный браузер. Разработка апплетов проводится в среде Visual Studio 2010.

Условия применения и распространения ресурса

В настоящее время инфраструктура апплетов проходит опытную эксплуатацию, авторы готовы публиковать на сервере МЭИ апплеты других разработчиков и консультировать разработку апплетов.

504

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КОМПЕТЕНТНОСТНЫМ РАЗВИТИЕМ СТУДЕНТОВ

Автор: Д.С. Шишков, С.А. Пиявский

Направления для всех направлений подготовки бакалавров

подготовки:

Адрес ресурса: http://89.186.239.67/compo/

Контактная 443001, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 194, ГОУВПО СГАСУ, информация: кафедра ПМиВТ, Д.С. Шишков, тел..: +79279092212,

е-mail: dimes32@yandex.ru

505

Состав ресурса

В состав системы входят:

Модуль получения значений компетенции студентов; Модуль ввода коэффициентов значимости и ограничений по времени; Модуль вывода результатов для студентов и для руководства. Методические указания по применению ресурса

Ресурс предназначен для руководства вуза, факультета, выпускающей кафедры и студентов.

Требования к оборудованию для работы с ресурсом

На стороне студента руководителя выпускающей кафедры, факультета, вуза: браузер Google Chrome, подключение к Интернету или корпоративной сети вуза.

На стороне сервера: web-сервер IIS 5, 6, CGI, СУБД Microsoft Access, модуль PHP.

Краткое описание ресурса

ФГОС 3-го поколения предполагают не только освоение студентом дисциплин учебного плана, но и формирование целого комплекса личностных характеристик.

Система позволяет корректировать содержание индивидуальной внеучебной деятельности студента с учетом его особенностей, повышая тем самым уровень компетентности подготавливаемых выпускников. Основные этапы работы системы следующие:

1.Ввод индивидуальных исходных данных о начальном уровне компетентностного развития студентов и их склонностей посредством опроса/тестирования.

2.Ввод управляющих ограничений на располагаемые ресурсы.

3.Ввод сформулированной руководством вуза формализованной политики

вуправлении компетентностным развитием студентов.

4.Расчет рекомендуемой каждому студенту оптимальной структуры его внеучебной деятельности на ближайшее полугодие и установление обратной связи студента с системой.

5.Выдача сводных характеристик компетентностного развития всего контингента и отдельных студентов. Система позволяет просматривать сводные отчеты по различным периодам обучения для каждого студента, группы или факультета.

На основании информационной картины, создаваемой системой, руководители различного звена могут принимать решения об управляющих воздействиях с целью оптимизации развития компетенций студентов.

506

КАТАЛОГ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ МЭИ

Автор: Тихонов А.И., Сутченков А.А.

Направления Все направления подготовки МЭИ (ТУ)

подготовки:

Дисциплины: –

Адрес ресурса: http://ctl.mpei.ru

Контактная tikhonovai@mpei.ru

информация:

507

Состав ресурса

Электронный каталог включает в себя:

•средства публикации описаний образовательных ресурсов как электронных, так и печатных;

•средства поиска описаний образовательных ресурсов по авторам, дисциплинам, названиям, ключевым словам;

•средства просмотра кратких и полных описаний образовательных ресурсов; •средства просмотра последних поступлений в каталог;

•RSSканалы как по как всему каталогу, так и по направлениям подготовки МЭИ (ТУ);

•средства удаленной публикации образовательных ресурсов, обеспечивающие автоматическое создание линейно-иерархической структуры и навигацию; •оперативно обновляемая статистика по описаниям ресурсов, опубликован-

ных в электронном каталоге; •средства оперативной публикации электронных учебников со встроенными

средствами навигации; •электронные руководства по поиску и публикации описаний образователь-

ных ресурсов.

Требования к программному обеспечению

Работать с электронным каталогом можно с помощью браузеров Internet Explorer 6.0, 7.0, Firefox 2.0.

Условия применения ресурса

Публикация описаний ресурсов осуществляется самими разработчиками на странице Редактирование описаний. Перед публикацией пользователь должен зарегистрироваться на странице приложения Регистрация пользователей. После просмотра и утверждения описаний администратором каталога описания становятся доступными другим пользователям каталога.

На основе опубликованных описаний образовательных ресурсов публикуются сборник описаний образовательных ресурсов. Публикация бесплатна как для преподавателей и сотрудников МЭИ (ТУ), так и других организаций.

Методические материалы по подготовке электронных образовательных ресурсов опубликованы по адресу:

http://ctl.mpei.ru/DocHandler.aspx?p=pubs/eor/intro.htm

С примерами публикации электронных ресурсов можно познакомиться: http://ctl.mpei.ru/LocalContent.aspx?id=CtlResources

По вопросам публикации описаний электронных образовательных ресурсов в каталоге обращайтесь по электронной почте к Тихонову А.И. tikhonovai@mpei.ru.

508

Справочное издание

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ: ЭЛЕКТРОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

Со ст авители: Болдырева Татьяна Ивановна, Евсеев Анатолий Ильич, Липай Борис Романович, Маслов Сергей Ильич, Очков Валерий Федорович, Скворцова Татьяна Михайловна, Тихонов Антон Иванович

Технический редактор Т.А. Дворецкова

Корректоры Е.П. Севостьянова, В.В. Сомова

Компьютерная верстка В.В. Пак

ЗАО «Издательский дом МЭИ», 111250, Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, тел/факс: (495) 361-1681, адрес в Интернет: http://www.mpei-publishers.ru, электронная почта: publish@mpei.ru, publish@mpei-publishers.ru

Отпечатано в ППП «Типография «Наука», 121099, Москва, Шубинский пер., д. 6

512