ЛОКАЛИЗАЦИЯ И РУСИФИКАЦИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ MATCH-BRIDGE В РОССИЙСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

Math-Bridge – первая общеевропейская веб-ориентированная интеллектуальная система для создания онлайн-курсов по математике и обучения математике в онлайн-режиме. Она была разработана совместными усилиями девяти университетов из семи стран Европы. Math-Bridge позволяет преподавателям и студентам взаимодействовать с тысячами математических обучающих объектов на десяти языках. С системой Math-Bridge авторы данной статьи работают в рамках международного проекта ТЕМПУС – МЕТАМАТН № 543851 – TEMPUS-1-2013-1-DE-TEMPUS-JPCR «Современные образовательные технологии для программ обучения математике в инженерном образовании в России», в котором задействован ряд российских вузов: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ», Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева и другие, а также ряд зарубежных университетов-партнеров: Лионский университет имени Клода Бернара (Франция), Саарландский университет (Германия), Университет Тампере (Финляндия) и другие [1, с. 447].

Далее кратко опишем основные возможности системы Math-Bridge.

Пользователи системы Math-Bridge могут выбрать один из нескольких созданных курсов, строить свои собственные курсы или использовать адаптивный инструмент для генерации курса. Сама конструкция системы построена таким образом, чтобы можно было выстроить интерактивный и познавательный процесс обучения для обучаемого.

В системе имеется несколько типов адаптивности обучения, позволяющие выявить способности обучаемого и его учебную обстановку, и, тем самым, повысить его мотивацию и производительность. Данный подход отлично подходит для преподавания математики в высших учебных заведениях, так как степень углубленности изучения может быть разной для разных направлений профессиональной подготовки. Помимо этого, адаптация позволяет системе поддерживать необходимый уровень обучения, что позволяет как не перегружать обучаемого, так и не расслаблять его излишне.

Math-Bridge способен адаптировать генерацию курса исходя из способностей обучаемого. Для этого служат такие параметры, как технические возможности, учебный план, язык, тема, познавательные и образовательные потребности студента, цели его обучения и т. д.

В генераторе курса определяются персональные параметры и предпочтения. К примеру, сложность обучения может быть определена изучаемой темой, но также зависит и от конкретных целей этого обучения. Входные параметры могут быть заданы обучаемым, основываясь на своих знаниях и целях обучения. Система будет анализировать эти данные, как и действия самого обучаемого, и обновит его модель, выдавая сгенерированные страницы для обучения.

В системе Math-Bridge определены шесть основных сценариев для обучения. Изучить новый материал, репетировать пройденные темы, установить связи между понятиями, тренировка, тренировка компетенций и симуляция экзамена. Каждый сценарий представляет собой формализованные знания, определяющие основную структуру курса.

Генерируются образовательные курсы, сформированные исходя из персональных параметров студента. В курс входят необходимые математические понятия и объекты, требуемые для изучения. Система Math-Bridge позволяет разрабатывать в режиме онлайн различные виды математических понятий и объектов для образовательного курса по определенному разделу математики (аксиомы, определения, упражнения и др.) [2, с. 75].

Базовая структура курса подразделяется на этапы, для каждого из которых в курсе содержится соответствующий раздел:

1.  Описание. В начале курса находится описание целей и структуры. Затем, исходя из параметров, создаются следующие разделы.

2.  Введение. В этом разделе используются примеры, вводные тексты и полезность концепции.

3.  Раскрытие. В этом разделе содержится изучаемая концепция и иллюстрация её применения.

4.  Доказательство. Здесь содержатся доказательства математических теорем и другие доказательства, подтверждающие изучаемую концепцию.

5.  Практика. В этом разделе находятся интерактивные практические упражнения, демонстрирующие применение изучаемой концепции на практике.

6.  Связь. Показывается связь между изучаемой концепцией и связанными с ней другими понятиями.

7.  Итог. Каждый курс заканчивается подведением итогов, что позволяет обучаемому осмыслить изученный материал.

Среди задач, которые необходимо решить в рамках проекта в КНИТУ-КАИ, выделяется задача развертывания программного обеспечения системы Math-Bridge на сайте КНИТУ-КАИ и задача русификации системы. Задача развертывания программного обеспечения системы Math-Bridge на сайте КНИТУ-КАИ была выполнена в сентябре 2015 г., описание этапов этой работы предлагается в следующем разделе. Также был выполнен первый этап решения задачи русификации системы Math-Bridge. Описание этого этапа предлагается далее в данной работе. Работа над вторым этапом по русификации (русификация интерфейса системы) продолжается в настоящее время.

Развертывание программного обеспечения Math-Bridge.

В данном разделе рассмотрим развертывание программного обеспечения системы Math-Bridge. Для начала нам необходимо рассмотреть системные требования.

Для сервера:

ОС: Windows NT/2000/XP/Vista/Linux/Mac

Версия Java: больше 1.5

Успешные испытания 400 одновременно работающих пользователей: Процессор Sun Fire T2000 с 8 ядрами и 8 ГБ оперативной памяти.

Для клиента:

Использование интернет браузера: Chrome, Safari и Internet Explorer 9 и выше. Разработчики системы Math-Bridge рекомендуют интернет браузер Mozila Firefox.

Для установки ПО Math-Bridge мы выбрали ОС Linux (Ubuntu 14.04), процессор Core I7 3630QM, 8 ГБ оперативной памяти, 100 Гб жесткого диска.

Сначала установили svn client, командой:

sudo apt-get install subversion

Затем установили стабильную Версию java 8 по инструкции. (http://www.linuxrussia.com/2013/04/oracle-java-7-ubuntu-1304-1204-1210.html).

Сделали запрос в командной строке, для скачивания последней версии проекта, предоставленный разработчиками системы Мath-Вridge.

После скачивания программного обеспечения проекта необходимо открыть файл настройки для задания учетной записи администратора системы, в котором убрать комментарий в строке 25 user.admins=myAdminUser и вместо myAdminUser записать логин – учетную запись администратора системы. Затем необходимо пройти по пути в корень проекта:

cd /home/user/Release

и запустить установщик программы:

bin/ant

Выполняемые действия отображены в окне диалога на рисунке 1.

Рисунок 1. Окно диалога установщика программы

После появления записи Build succesfull, необходимо запустить сервер программы:

bin/amStartup.

Затем необходимо зайти по пути в интернет-браузере для использования программы:

http://localhost:8080/mathbridge.

При первом входе в программу выбрать login New Registration, появляется экранная форма регистрации Registration (рисунок 2).

Рисунок 2. Окно ввода данных регистрации пользователя

Далее в соответствующих полях окна ввода данных регистрации необходимо ввести логин и пароль, согласиться с условиями использования программы, выбрать язык «Русский», а также внести полное имя.

После выполнения описанных выше операций система Math-Bridge будет установлена.

Задачу русификации системы Math-Bridge рассмотрим в следующем разделе.

Русификация интерфейса системы ПО Math-Bridge.

Необходимо отметить, что для решения задачи русификации интерфейса системы Math-Bridge необходимо выполнить следующие этапы:

1.  Русификация интерфейса системы в целом.

2.  Русификация интерфейса пользователя системы.

Рассмотрим кратко каждый из этих этапов.

1.  Русификация интерфейса системы в целом.

Для русификации интерфейса Math-Bridge необходимо создать файл русификации. Структура названия файла для русского языка имеет вид:

phrases_ru.properties.

Рассмотрим структуру содержимого файла phrases_ru.properties.

В файле обязательно должны содержаться следующие строки:

language.de=Deutsch

language.en=English

language.fr=Français

language.es=Español

language.it=Italiano

language.ru=Русский

language.zh=中文

Процессы электронного обучения и разработки обучающего контента связаны, с одной стороны с обработкой информации, а с другой – с анализом сложных функциональных зависимостей, необходимостью реализации множества алгоритмов сложной расчётно-логической структуры в реальном масштабе времени, формированием и использованием банка данных и знаний, необходимостью наглядного и образного отображения динамики изучаемых процессов, обеспечением диалога обучаемого с системой.

В связи с этим программное обеспечение (ПО) Math-Bridge представляет собой сложную программную систему, обеспечивающую интерактивный процесс обучения в соответствии с предварительно спроектированным и реализованным в системе дидактическим материалом – интерактивным электронным контентом.

Сложность достижения такого уровня качеств ПО делает процесс его создания чрезвычайно трудоемким. Для достижения необходимых результатов в приемлемые сроки и с допустимыми затратами необходимо применение методов эффективного проектирования ПО. При разработке ПО Math-Bridge используются современные эффективные методы проектирования ПО, среди которых выделяются методы унифицированных параметрически настраиваемых на конкретное применение структур.

В частности, метод унифицированных параметрически настраиваемых структур положен в основу разработки ПО, обеспечивающего диалог пользователя с системой Math-Bridge. Это программы интерфейса.

В программах, обеспечивающих интерфейс, используются переменные, значениями которых являются фразы диалога с пользователем системы – разработчиком контента, администратором системы, обучаемым.

В основу метода положена идея, что свое значение каждая переменная читает свое значение из внешнего текстового файла на диске.

Так как в системе Math-Bridge необходимо обеспечить диалог с пользователем на разных языках, в ней имеется 10 текстовых файлов (для 10 языков).

В нижней строке списка файлов находится файл с именем phrases_ru.properties – это файл, в котором определяются переменные фраз на русском языке. Также в списке находятся файлы со списком переменных фраз на английском языке – phrases_en.properties, на немецком языке – phrases_de.properties и других языках.

На рисунке 3 представлены фрагменты содержимого файлов с переменными фраз на русском и английском языках.

Рисунок 3. Примеры содержимого текстовых файлов с переменными интерфейса

Так как внутреннее представление информации в компьютере должно быть в формате ASCII (англ. American Standard Code for Information Interchange – американский стандартный код для обмена информацией – кодовая таблица (байтовая), первые 128 символов – стандартные, остальные – национальная кодировка (например, Русская), после наполнения файла phrases_ru.properties мы выполнили конвертацию содержимого файла в кодировку ASCII. Для этого использовался конвертор Interactive native2ascii, рекомендуемый разработчиками системы Math-Bridge который находится по адресу: http://native2ascii.net/.

Для установки интерфейса пользователя на русском языке необходимо зайти в систему под учетной записью администратора и выбрать меню “Manage” (рисунок 4):

Рисунок 4. Вид меню “Manage”

Затем в левом меню выбрать “Users”. В сплывающем окне “Change User Data” в разделе Account Information в выпадающем списке “Language” выбрать “Russian” (Русский язык).

Описанные выше меню интерфейса, а также представленный на рисунке 5 пример интерфейса системы (вид главного окна пользователя-разработчика контента), демонстрируют, что часть терминов интерфейса осталась на английском языке.

Рисунок 5. Пример интерфейса системы Math-Bridge

Поэтому работа по тестированию системы в КНИТУ-КАИ продолжается: второй этап локализации системы Math-Bridge в КНИТУ-КАИ и ее русификации состоит в выявлении терминов и фраз, не вынесенных в текстовый файл из программ, обеспечивающих интерфейс системы, введения переменных, вынесение их в текстовый файл, с дальнейшим их переводом и конвертацией в формат ASCII.

Список литературы:

1. Сосновский С.А., Гиренко А.Ф., Галеев И.Х. Информатизация математический компоненты инженерного, технического и естественнонаучного обучения в рамках проекта MetaMath. // Международный электронный журнал «Образовательные технологии и общество (Educational Technology & Society)». 2014. V. 17. № 4. – C. 446–457. ISSN 1436-4522. – [Электронный ресурс] – Режим доступа URL: http: //ifets.ieee.org/russian/depository/ v17_i4/pdf/1.pdf.
2. Медведева С.Н. Современные тенденции в методике преподавания математики в инженерном образовании в России. // XIV Международная научно-практическая конференция, «Научные перспективы XXI века, достижения и перспективы нового столетия» 14–15 августа 2015 г. Новосибирск: Изд-во Международного научного института “Educatio” № 7 (14), 2015. – С. 74–75.