2.4 Моделирование состояния и развития предметной информационно-образовательной среды.
Предметная информационно-образовательная среды была разбита на три уровня.
Внутренний уровень – модель курса, в который входят отдельныемодули.
Концептуальныйуровень – моделированиепредметной ИОС
Внешний уровень – взаимодействие системы с внешними источниками, ресурсами (база результатов интернет тестирования)
Рис.2. Схема предметной информационно-образовательной среды
2.2 Модель отдельного модуля. Внутренний уровень.
Эта модель содержит два множества узлов: множество позиций P={p1,…,p7} и множество переходов T={t1,…t7}. Узлы соединены дугами двух видов: от позиций к переходам и от переходов к позициям.
Маркировка позиций моделирует выполнение условий, а переходы при своем срабатывании – наступление событий.
Если в позиции pi имеется хотя бы одна фишка (т.е. маркировка mi=k’*s, k>0)то срабатывание выходного перехода невозможно.
В этом случае выражения на всех дугах имеют один и тот же вид: 1’*s, что означает передачу по дуге единичного целочисленного ресурса.
Рис.3. Сеть Петри, моделирующая изучение отдельного модуля
Рассмотрим смысл условий и событий, происходящих в системе.
Условия, моделируемые позициями:
p1 – изучение модуля возможно
p2 – основной материал модуля выбран
p3 – выбор теста возможен,
p4 – тест выбран,
p5 – оценивание ответа произведено,
p6 – дополнительный материал модуля выбран,
p7 – переход к следующему модулю возможен,
pm – база основных учебных модулей,
pd – база дополнительных материалов,
pT – база тестовых материалов,
pj – журнал учета пройденных модулей.
События, моделируемые переходами:
t1 – изучение основного материала модуля начинается,
t2 – изучение основного материала модуля завершается,
t3 - тестирование начинается,
t4 – тестирование завершается,
t5 – изучение дополнительного материала начинается,
t6 – изучение дополнительного материала завершается,
t7 – повторное изучение модуля начинается,
t8 – изучение модуля завершается.
Начальная маркировка позиций, как показано на рисунке, выглядит следующим образом:
m1=1’s, mM=N’s, ms=K’s, mT=L’s.
Здесь M – количество модулей в курсе, Т – количество дополнительных разделов, L – количество тестов. Предполагается, что M<N<<L.
Все остальные позиции в начальный момент не содержат ресурсов, т.е. имеют нулевую маркировку.
В соответствии с правилами функционирования сети Петри на первом шаге может сработать переход t1 (изучение основного материала модуля начинается). При этом будет изъято по одной фишке из позиций зьpm и p1, и одна фишка будет помещена в позицию p2. Выполнится соответствующее условие, и появится возможность сработать переходу t2. Описанный метод продолжится, аналогичным образом сработают переходы t2, t3 и t4. После выполнения условия p5 – оценивание ответа произведено, возможно разветвление процесса по трем направлениям, т.е. может произойти одно из трех событий, описанных выше, которые моделируются переходами t5, t7 и t8. При срабатывании перехода t8 и попадании фишки 1’s в позицию p7 моделируемый процесс завершается. Кроме того, помещается фишка 1’s в позицию pj, что соответствует фиксации в журнале учета.
Модель учебного курса
Рис.4. Сеть Петри, моделирующая прохождение учебного курса (дисциплины)
События, моделируемые этими переходами:
th - изучение очередного модуля начинается,
tt - изучение очередного модуля завершается.
Помимо упомянутых уже позиций pm, pd, pt, pj, моделирующих внешние условия, в системе присутствуют еще три позиции:
ps – обучаемый присутствует,
pe – обучающая система свободна,
pf – курс пройден.
и два перехода:
ts – обучаемый входит в систему,
tf – обучаемый выходит из системы.
Функционирование системы происходит при начальной маркировке:
m0=1’s, me=1’s, md=N’s, ms=K’s, mt=L’s.
При начале работы очередного модуля из позиции pm извлекается одна фишка, затем извлекаются фишки из позиции pt и, возможно, из pd. По окончании изучения очередного модуля одна фишка помещается в позицию pj.
Процесс продолжается до тех пор, пока в позиции pm остается хотя бы одна фишка. В том случае, когда позиция pm опустеет, в позиции pо оказывается N фишек, а в позициях pf и pe – по одной. Таким образом создаются условия для удаления из системы учащегося, окончившего курс (срабатывание перехода tf), и для начала обучения нового учащегося (срабатывание переходов t0 и th). При этом должна обновиться начальная маркировка.