Ю. КУЗЬМИН, Т. ГВАРДИНА, Л. КУЗЬМИНА

Латвийский государственный университет

Система «Рига»

Компьютеризация образования сейчас находится в стадии поиска оптимального варианта школьной ЭВМ, состава кабинета вычислительной техники, его программного обеспечения и методики проведения занятий с использованием компьютера. Ни одна из этих проблем ещё не решена. Особенно сложны в решении две последние, поскольку они связаны с рождением необычной для новой технологии обучения. Характерным здесь является необходимость комплексного подхода, учитывающего важнейшие факторы, большинство из которых существует независимо от желания специалистов, формирующих эту технологию. Распространена точка зрения, согласно которой программный продукт для школ можно получить, просто отбирая лучшие программы, разработанные в разных организациях. Как показывает опыт, таким путём удаётся сформировать лишь пакеты разрозненных программ, практически непригодных для учителя.

Система «Рига» создавалась специально для обучения, как попытка комплексного подхода к проблеме его компьютеризации. При разработке системы учитывались следующие предпосылки:

• техническая основа - КУВТ-86 (микро-ЭВМ ДВК-2М, соединённая с двенадцатью ЭВМ БК-0010) как наиболее массовая отечественная техника для школ;
• методическая основа - централизованное управление учебным процессом во время проведения занятий, при их максимально возможной автоматизации;
• программная основа - однородность программного обеспечения (языка программирования учебных предметов и выполнения операций по обмену информацией внутри КУВТ-86);
• инструментальная основа - упрощённый язык программирования с возможностью его совершенствования.

При разработке системы специально исследовалась роль учительской ЭВМ, входящей в комплект вычислительной техники. Некоторые специалисты полагают, что эта ЭВМ не нужна в КУВТ-86 и ничего не даёт учителю, кроме дополнительных сложностей эксплуатации увеличения стоимости комплекта. Тем более что он до сих пор оснащался малыми средствами поддержки локальной сети, которые состоят из отдельных программ (NETBK, GETBK, PUTBK), позволяющих производить операции по пересылке программ на языке Фокал. Фактически эти средства сводят функции учительской ЭВМ ДВК-2М к замене магнитофона на диски, что и было замечено рядом разработчиков. Они предложили перейти от сети на основе ДВК-2М-БК-0010 к более простой на основе единого для всех БК-0010 магнитофона. Такой вариант вдвое снижает стоимость КУВТ и резко повышает надёжность системы. Однако при этом учитель не только тратит больше времени на операции по рассылке программ, но и лишает себя возможности автоматизировать процесс обучения. Становится также недоступным и программное обеспечение, имеющееся у ДВК-2М и которое могли бы использовать способные ученики.

В системе «Рига» функции ДВК-2М существенно расширены, при одновременном упрощении работы учителя с КУВТ-86. Это достигнуто за счёт введения шести режимов работы учителя с ДВК-2М;

1. передача данных из ДВК-2М в БК-0010;
2. приём данных из БК-0010 в ДВК-2М;
3. печать;
4. просмотр каталогов;
5. обмен (электронная почта);
6. сбор информации о процессе обучения.

Последние два режима возможны только при работе с файлами на Т-языке.

Упрощение работы системы достигнуто вводом единой программы обслуживания сети, работающей в режиме диалога. Запуск системы «Рига» осуществляется

после включения КУВТ-86 и установки диска с программой обслуживания сети в верхний дисковод. Для запуска нужно ввести в ДВК-2М директиву Х0. Запуск системы выполняется так:

160000
@X0
ОС ДВК V04.00

После этого ЭВМ покажет кадр (рис. 1). В ответ на этот кадр нужно ввести номер одного из шести режимов работы. При ошибке ввода кадр повторяется. Например, после ввода цифры 1 получим следующий кадр (рис. 2).

В режиме передачи файлов из ДВК-2М возможна засылка в БК-0010 не только файлов на Т-языке, но и текстов, подготовленных на БК-0010 с помощью специального редактора текстов и программ на языке Фокал или в машинных кодах.

Передача файлов в БК-0010 может быть индивидуальной и групповой, например, если вместо номеров БК ввести пробел, можно послать файл сразу на все включённые БК-0010. Это позволяет существенно сократить время на подготовку рабочих мест учеников. Загрузка файла сопровождается двоичным отображением его на экранах БК-0010, что позволяет контролировать процесс загрузки. При неудаче следует повторить загрузку. И иногда при этом может оказаться полезным выключить и включить БК-0010 для его инициализации.

СИСТЕМА   «РИГА»   CR: НИИ ФТТ ЛГУ, Рига, тел 261393  ВЕРСИЯ: 870612

1 передача в БК   2 приём из БК   3 печать   4 каталог   5 электронная почта   6 параметры системы «РИГА»    Введите номер режима > 1

1

Передача в БК   1 файл на Т-языке (тип. RIG)   2 файл-документация (тип. RED)   3 программа на ФОКАЛЕ (тип. FOC)   4 другие файлы    Введите номер >1	1
Введите имя файла > Р2    Введите номера БК (через запятую)   или пробел - для всех БК >1,6, 7, 11    идет передача в БК    не готовы БК: 6, 11

2

Перед передачей файла на БК-0010 нужно прекратить работу программы, проще всего это сделать, нажав на БК-0010 клавишу «СТОП».

Если учитель забыл имя нужного файла, то он может запросить каталог в первом кадре системы «Рига». ЭВМ покажет кадр (рис. 3).

Каталог   1 каталог верхнего диска   2 каталог нижнего диска    Введите номер > 2	4

3

В этом кадре можно выбрать каталог верхнего диска (системного) или нижнего (с обучающими программами). При запросе нижнего диска будет выдан кадр, изображённый на рис. 4.

Каталог
	Дискета
имя файла:	содержание:
Р1	- клавиатурный тренажер
Р2	- обучение клавише ВВОД
Р3	- обучение вводу цифр
Р4	- обучение вводу чисел
Р5	- обучение вводу букв
Р6	- обучение вводу слов

4

Структура каталога в системе «Рига» всегда содержит имена файлов (заглавные латинские буквы) и краткое их содержание. Нужно запомнить (выписать) имя нужного файла, ввести точку (чтобы вернуться в первый кадр) и, вызвав режим передачи файлов, послать на БК-0010 выбранный файл.

Приём файла с любого БК-0010 в ДВК-2М производится также в системе «Рига» в режиме приёма файла. На рис. 5 показан пример ввода файла

Прием из БК	2
1 файл на Т-языке (тип RIG)   2 файл-документация (тип RED)   3 программа на ФОКАЛЕ (тип FOC)   4 другие файлы    Введите номер >2
Введите номер БК > 8    Идет прием из БК    Введите имя файла > R4     удалить старый файл (Д) или (Н)> Д

5

Принимаемый из БК-0010 файл может быть введён первоначально либо с магнитофона, либо с ДВК-2М. Если такой файл уже есть в ДВК-2М, а его нужно заменить на новый, то ЭВМ сообщит: «удалить старый файл (Д) или (Н)». В этом случае нужно ввести букву Д - для замены старого файла или Н - для отмены ввода новой версии файла.

При вводе файла типа RIG, RED, FOC ЭВМ запросит адрес загрузки (ввода) файла в память БК-0010 и его длину. Нужно ввести соответствующие восьмеричные коды. Операция по вводу новых файлов должна выполняться очень осторожно, так как можно испортить базу данных системы «Рига».

Следующий режим работы системы «Рига» - печать файлов. Имеется в виду возможность использования КУВТ-86 для распечатки программ на Т-языке и языке Фокал, а также печать текстов, подготовленных на БК-0010 с помощью специального редактора текстов. В последнем случае, подключив устройство печати прямо к БК-0010, можно даже готовить документы в режиме прямой копии с экрана БК-0010, т.е. со всеми спецсимволами и рисунками. Этот режим включён в каждый файл, имеющий расширение RED.

На рис. 6 показан пример работы в режиме ПЕЧАТЬ для обычной конфигурации КУВТ-86. Вначале нужно указать тип файла, который будет печататься. Далее ЭВМ запросит имя файла (в этом примере это R3). Если такого файла нет или указан неверный тип, то ЭВМ снова повторит запрос (ввод точки здесь и далее означает отказ от выполнения операции).

Найдя файл, ЭВМ уточнит формат печати. На запрос «рулон» можно ответить «ДА», если предполагается непрерывный вывод всего файла, и «НЕТ», если нужен останов после вывода каждой страницы. Ответив «ДА» на предложение нумеровать страницы, нужно задать номер первой страницы. Далее ЭВМ спросит: «печатать без пропуска строк»? по ответу «НЕТ» ЭВМ будет после каждой строки выводить одну пустую строку. Сообщение «32 символа в строке» предполагает печать файла на Т-языке, в остальных случаях нужно отвечать «НЕТ». Длина страницы в строках зависит от цели распечатки. Стандартный лист содержит примерно 63 строки, отпечатанные без пропусков и 42 строки - с пропусками между строк. Этот параметр лучше всего подобрать экспериментально.

Печать   1 файл на Т-языке (тип RIG)   2 файл-документация (тип RED)   3 программа на ФОКАЛЕ (тип FOC)    Введите номер > 2	3
Введите имя файла > R3  рулон > НЕТ  нумеровать страницы > ДА   введите начальный номер > 1  печать без пропуска строк > ДА  32 символа в строке > НЕТ  длина страницы 29 > НЕТ   введите длину > 63  заменять непечатные символы пробелами > НЕТ  устройство печати включено > ДА

6

Файл, подготовленный на БК-0010, может содержать символы, которых нет у печатающего устройства. В этом случае они будут заменены на пробел, если в ответ на предложение ЭВМ «заменять символы пробелами» ответить «ДА», или на точки, если ответить «НЕТ». В конце диалога ЭВМ спросит: «устройство печати включено»? Нужно включить его и ответить: «ДА». Затем ЭВМ начнёт печать файла.

Следует иметь в виду, что различные печатающие устройства подключаются к ДВК-2М по-разному. Чтобы печать выполнялась правильно, нужно устройство установить в режим КОИ-8. В термопечати для этого нужно подпаять один провод между устройством и ЭВМ. Этот провод должен соответствовать восьмому биту выводимой информации. В других устройствах печати потребуется всего лишь переключить задатчик режима вывода.

Следующий режим системы «Рига» - «электронная почта» - предназначен для обмена информацией между учениками и учителем по инициативе учителя. Возможна посылка сообщений из ДВК-2М в БК-0010, а также приём информации из БК-0010 во время её набора. «Электронная почта» работает только во время исполнения программ на Т-языке. На рис. 7 показан пример диалога в этом режиме. На запрос «введите номера активных БК» перечисляются номера ЭВМ, которые будут участвовать в обменах. Ввод пробела означает, что участвуют все ЭВМ. После задания номеров следует выдача сообщения из ДВК-2М о не подготовленных для связи БК-0010 и перечень ЭВМ, с которыми установлена текущая связь. Далее ДВК-2М запросит номера БК-0010, которым нужно передать сообщение, после чего возникнет текст «введите сообщение». Если в ответ ввести текст сообщения, то он появится на экранах всех БК-0010, с которыми установлена текущая связь. Например, на БК-0010 послано сообщение «НАЖМИТЕ КЛАВИШУ Q» (рис. 8). Оно принято в верхней строке БК-0010.

 

Электронная почта    Введите номера активных  БК>1, 2, 3, 9, 12  текущая связь: 1, 2, 3, 9, 12  кому передать >  введите сообщение >  НАЖМИТЕ КЛАВИШУ Q     ДВК: НАЖМИТЕ    КЛАВИШУ Q    не готовы: 2, 3, 12	5

7

 

НАЖМИТЕ КЛАВИШУ Q  ■ ■                                                 ■ ■  ■                                                     ■
	ТРЕНАЖЕР КЛАВИАТУРЫ
Версия: 12 мая 1986  ■            CR. НИИ ФТТ ЛГУ им. П. Стучки,           ■  ■ ■                      Рига                       ■ ■       Я Q

8

В связи с различием отображения информации на экранах ДВК-2М и БК- 0010 сообщения при обмене между ЭВМ трансформируются:

• все строчные буквы заменяются на заглавные;
• все спецсимволы БК-0010 заменяются в ДВК-2М на символ ■;
• сообщение с ДКВ-2М уменьшается до 24 символов при отображении на экране БК-0010.

 

	5
Электронная почта    введите номера активных БК>  текущая связь: 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12  кому передать>  введите сообщение>   БК01: Я   БК02: Q   БК03: ЯФQ     БК05: ГДЕ БУКВА ’Ъ’ ?   БК06: 12345   БК07: Я НИЧЕГО НЕ ПОНИМАЮ...     БК10: ПОМОГИТЕ!   БК11: RIGA   БК12: 10PRINT «ВВЕДИТЕ ЧИСЛО»     не готовы: 4, 8, 9

9

Сбор сообщений с БК-0010 происходит в том случае, если в ответ на предложение «введите сообщение» нажать только клавишу ВК (рис. 9). Для тех БК-0010, с которыми нет связи, строки сообщений на экране ДВК-2М тоже пустые. Если после принятия сообщений включить печатающее устройство и ввести «ПЕЧАТАЙ», то все собранные сообщения будут отпечатаны на бумаге.

Информация с БК-0010 принимается только по инициативе учителя. Это позволяет следить за набором строк учащихся, не мешая их работе, что более продуктивно, чем обход учителем рабочих мест школьников. Электронная почта, даже в такой простой форме, позволяет автоматизировать решение многих задач. Например, можно показать учащимся, как работать с клавиатурой БК-0010.

Учитель рассылает на все БК-0010 файл Р2 и объясняет, что клавиатура БК-0010 похожа на пишущую машинку. Она имеет строчные и заглавные буквы. Перед вводом строчных букв надо нажимать клавишу СТР (она внизу пульта). Перед вводом заглавных букв надо нажимать ЗАГЛ. Но, в отличие от машинки, БК-0010 имеет сразу несколько алфавитов: русский, латинский и графический. Чтобы ввести буквы русского алфавита, нужно нажать клавишу РУС. Учитель предлагает учащимся нажать клавишу с буквой Я, и они выполняют задание.

Учитель запрашивает в режиме электронной почты информацию с БК, просматривает её и даёт указания школьникам, не выполнившим задание. Аналогично объясняется назначение клавиш ЛАТ, ПР, ПР, HP. Далее учитель может показать, как «стирать» неверные символы а также, где находятся символы 0 О Ъ * ^ - ~ , ’. После этих упражнений проводится самостоятельная работа с файлами Р2,..., Р6, Р1.

Другой пример использования электронной почты связан с автоматизацией анкетирования учащихся, педагогов, родителей. Для этого учитель через ДВК-2М или устно задаёт вопрос, а школьники набирают на БК-0010 ответы (не нажимая ВВОД). Учитель собирает ответы в ДВК-2М, печатает их, а затем называет следующий вопрос. В конце анкетирования получается аккуратно отпечатанный протокол, который можно напечатать при необходимости в двух-трёх экземплярах, если использовать копировальную бумагу.

Следующий пример - автоматизация проверки знания учебных предметов. Для этого в режиме электронной почты задаются вопросы, принимаются и печатаются ответы, как при анкетировании. Преимущество такого способа перед традиционным - лёгкость контроля при выполнении задания, простота выявления типичных ошибок.

С помощью режима электронной почти можно проводить деловые игры с заданными взаимоотношениями между участниками, ведением протокола всех обменов информацией для последующего анализа. Простым примером может быть игра в почту, когда одному ученику поручается принимать и рассылать сообщения по адресатам, указанным в начале самих сообщений.

Следующий режим системы «Рига» - отбор данных о прохождении учебного процесса во время заданий с КУВТ-86. Этот режим работает только для файлов на Т-языке. По запросу учителя можно получить до 312 параметров (26 на каждого учащегося), связанных с их работой. Это могут быть результаты ответов на вопросы (верно, ошибка), число попыток решения задачи, число затребованных справок, время на получение ответа, оценки за ответы и т.п. На рис. 10 показан пример запроса параметров. Здесь буквами А, В, С, D..., X, Y, Z обозначены 26 параметров, а ЭВМ, с которых они получены, обозначены БК01,..., БК12. Соглашения по допустимым значениям параметров следующие:

• если значение лежит в пределах от 0 до 9, то оно выводится;
• если значение меньше 0, то выводится символ «-»;
• если значение больше 9, то выводится символ «+».

 

	6
Параметры системы «Рига»  введите номера активных БК > 2, 3, 4, 9, 10, 12        0 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z  БК02: 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0  БК03: 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 8 0 0 0 0 0 0 0  БК04: 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 + 0 0 0 0 0 0 0  не готовы БК: 9, 10, 12

10

Для регистрации параметров нужно включить печатающее устройство и ввести приказ «ПЕЧАТАЙ» сразу после выдачи значений на экран. Режим сбора параметров позволяет начать исследования по созданию «электронных» журналов успеваемости, которые, в отличие от обычных, фиксируют конкретные ошибки учеников, а не общие оценки успеваемости. Это позволяет выявлять структуру ошибок, находить главные ошибки и исправлять их. Обобщение подобной информации по всем учащимся данного класса позволит своевременно корректировать процесс обучения. Конечно, всё это возможно лишь при наличии специальных программ анализа электронных журналов.

База данных системы «Рига»

Ценность любой обучающей системы определяется прежде всего её базой знаний, т.е. количеством и актуальностью обучающих, тренирующих и контролирующих программ. Кроме того, нужно иметь достаточно удобный язык создания таких программ.

База знаний системы «Рига» ориентирована прежде всего на решение массовых задач компьютерного всеобуча; а именно: демонстрацию возможностей ЭВМ, обучение вводу информации в ЭВМ и элементам программирования. База знаний легко расширяется и записана на Т-языке, специально созданном для целей составления учебных материалов. Основное отличие Т-языка от известных языков программирования (Бейсик, Паскаль, Фокал...) в том, что основная информационная единица в нём - это текстовый кадр, а не оператор, как в популярных языках программирования. Тексты в системе «Рига» могут быть практически на любых национальных языках. Транслятор Т-языка включает в себя операции, характерные для обучающих процедур (разбор ответов и построение иллюстраций). Сами файлы системы «Рига» являются программно-текстовыми, т.е. содержат интерпретатор Т-языка, редактор текстов и сами учебные тексты. Это делает их независимыми от версии Т-языка и технических средств. Например, такой файл может быть вызван с магнитной ленты, или с дискеты, либо из памяти любой ЭВМ, способной по запросу БК-0010 выдать этот файл.

База знаний системы «Рига» к середине 1987 г. насчитывала десятки файлов, представляющих общий интерес. Они хранятся на четырёх дискетах.

Дискета первого контакта

Дискета предназначена для проведения двух-трёх первых занятий с ЭВМ. В итоге ожидается формирование навыков работы с клавиатурой БК-0010 и получение общих представлений о возможностях ЭВМ и программировании. Её содержание совпадает с перечнем, приведённым в статье (1). Лишь файл «ЛАТВИЯ» заменён на «ГОРОДА СССР», а к файлу «РОБОТ» добавлено два файла: описание языка исполнителя и задачник к файлу «РОБОТ». На этой же дискете есть документация по работе с системой «Рига»:

R - правила работы с КУВТ-86.

R - изменения в Т-языке.

R - методика работы в системе «Рига».

R - методика работы с дискетой первого контакта.

R - методика работы с дискетой обучения языку.

Дискета обучения языку Бейсик

Дискета предназначена для полной или частичной автоматизации процесса обучения языку Бейсик. Это вызвано желанием помочь тем школам, где опытных учителей информатики нет. Дискета обеспечивает минимум знаний по информатике. Набор файлов полностью отражает основные формы обучения: урок, упражнение, контроль и решение задач.

Кроме того, имеется простой транслятор, позволяющий вводить в БК-0010 программы на самом популярном языке микро-ЭВМ. Продолжительность работы с дискетой десять-пятнадцать уроков, в зависимости от числа программ, составляемых учащимися. Состав дискеты:

P11 - программированный урок по основным операторам Бейсик, PRINT, INPUT, LET. Урок рассчитан на 20 минут индивидуальной работы с ЭВМ, во время которой учащийся получит основные сведения об операторах, достаточные для составления линейных программ.

Урок основан на непрерывном контроле понимания учебного материала

Р12 - тренажёр на запоминание понятий, данных в уроке № 1.

Р13 - тест знаний по материалу урока № 1.

Р14 - сборник задач для практического закрепления понятий урока № 1.

BASIC - транслятор языка Бейсик (разработка Вильнюсского университета) для ввода и запуска программ.

Р15 - ответы и методические указания по решению задач из Р14

Р16 - программированный урок № 2 по операторам GOТО, IF THEN, GOSUB, RETURN.

P17 - программированный урок № 3, объясняющий понятия массива, индекса, ввода, вычисления и вывода элементов массива.

Р18 - тренажёр на понятия уроков № 2 и 3.

Р19 - тест знаний на понятия уроков № 2 и 3.

Р20 - сборник задач для практического закрепления понятий уроков № 2 и 3.

Р21 - информация о диалектах языка Бейсик и транслятора Бейсик разработки Вильнюсского университета.

Дискеты демонстрации возможностей ЭВМ

Дискеты предназначены для проведения занятий по использованию ЭВМ при решении наиболее популярных задач: подготовка текстов, табличные расчёты, ввод и поиск информации, а также программированное обучение. Состав дискет:

Р30 - описание редактора текстов системы «Рига»

Р31 - лабораторная работа по редактированию текстов.

Р32 - задачник по редактированию текстов.

Р33 - описание учебной базы данных «ЕВРОПА».

Р34 - задачник по базе данных «ЕВРОПА».

Р35 - учебная база данных «ЕВРОПА».

Р36 - учебная база данных «КЛАСС».

Р37 - описание учебной электронной таблицы «РАСЧЕТ».

Р38 - учебная электронная таблица «РАСЧЕТ».

Р39 - описание учебного редактора графической информации «ГРАФИК» и задачника к нему.

Р40 - учебный редактор графической информации «ГРАФИК».

 

Примеры программированных занятий:

Р41 - по музыке.

Р42 - по биологии.

Р43 - по химии.

Р44 - по истории.

Р45 - по литературе.

Р46 - по физике.

Р47 - по алгебре.

Р48 - по геометрии.

Р49 - по астрономии.

Р50 - по русскому языку.

Р51 - по английскому языку.

Р52 - по немецкому языку.

Р53 - по арифметике.

Р54 - по физкультуре.

Р55 - по географии.

Р56 - по этике и психологии.

Р57 - по военной подготовке.

Р59 - по основам Советского государства и права.

Система «Рига» является попыткой комплексного подхода к решению задач компьютеризации обучения. Учительская ЭВМ в системе «Рига» не только выполняет роль хранилища файлов, но и помогает автоматизировать ряд операций учителя во время урока.

База знаний системы «Рига» позволяет решать основные задачи информатики и показывает возможность развития программированного обучения по школьным предметам.

Предполагается дальнейшее совершенствование системы «Рига». Это развитие Т-языка, расширение функции автоматизации труда учителей, увеличение базы знаний системы.

Литература

Кузьмин Ю. Я. Т-язык. // Информатика и образование. 1987. № 2. С. 64-70.