UČENÍ PŘÍKLADY - PERSONALIZOVANÝ ADAPTIVNÍ WEB

UČENÍ PŘÍKLADY - PERSONALIZOVANÝ
ADAPTIVNÍ WEB
Jan Nekula1, Petr Šaloun1, Zdeněk Velart2,
Petr Klimánek1
{jan.nekula, petr.saloun}@osu.cz,
[email protected],
[email protected]
1
Přírodovědecká fakulta, Ostravská univerzita v Ostravě
2
Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB-TU Ostrava
WIKT 2010
11.11.2010
Cíle





Adaptivní výukový server
XAPOS
Nabízíme personalizovaný obsah
Testujeme navigaci
Alternativní cíle
 Navigace
nad příklady
 Rozlišení obtížnosti příkladů
WIKT 2010
11.11.2010
Adaptivní a personalizovaný systém XAPOS
Prostor konceptů
(koncept, klíčové slovo)
Výukové
objekty
WIKT 2010
11.11.2010
Automatická extrakce pojmů
Automatická
extrakce
Prostor konceptů
(koncept, klíčové slovo)
Výukové
objekty
WIKT 2010
11.11.2010
Automatická extrakce pojmů
<example>
<desc>Reverse a list.</desc>
<result>
(defun invert_list (_list)
(if (null _list)
_list
(reverse _list)))
</result>
<input>(invert_list '(a b c d))</input>
<output>(D C B A)</output>
</example>
WIKT 2010
Koncepty:
Automatická
extrakce
•List
•Defun
•Functions
•DefunFunctions
•Reverse
11.11.2010
Rozhraní XAPOSu
WIKT 2010
11.11.2010
Rozlišení LO - příkladů

Stejné úlohy, různé algoritmy řešení
 Rozlišení

vazbou LO na koncepty
Příklady vázané na stejné koncepty
 Problém
podobnosti
 Analýza zdrojových textů
WIKT 2010
11.11.2010
Rozlišení pomocí konceptů


Úloha příkladů je shodná, ale různé řešení
Příklad A (řešení iterací)
Koncepty:
•List
(defun invert_list (_list)
(if (null _list)
_list
(reverse _list)))
•Defun
•Functions
•DefunFunctions
•Reverse
WIKT 2010
11.11.2010
Rozlišení pomocí konceptů


Úloha příkladů je shodná, ale různé řešení
Příklad B (řešení rekurzí)
Koncepty:
(defun invert_list (_list)
(invert-aux _list () ) )
(defun invere-aux (_list _rest)
(if (null _list)
_rest
(invert-aux (rest _list) (cons (first _list) _rest) )
)
)
•List
•Defun
•Functions
•DefunFunctions
•Recursion
•Cons
•First
WIKT 2010
11.11.2010
Odkazy příkladů na koncepty
Příklad B:
Příklad A:
Stejné odkazy:
•List
•List
•List
•Defun
•Defun
•Defun
•Functions
•Functions
•Functions
•DefunFunctions
•DefunFunctions
•DefunFunctions
•Recursion
•Reverse
•Cons
•First
WIKT 2010
11.11.2010
Rozdílné odkazy na koncepty
Příklad A:
Příklad B:
•Reverse
•Recursion
•Cons
•First
Příklad A:
Příklad B:
•Reverse
= 0.0036
Celkem:
0.0036
0.0036 < 1.1508
•Recursion = 1.1436
•Cons
= 0.0036
XAPOS doporučí příklad A •First
= 0.0036
Celkem:
WIKT 2010
1.1508
11.11.2010
Problém podobnosti příkladů


Vazba na stejné koncepty
Který příklad je vhodnější?
WIKT 2010
11.11.2010
Obtížnost zdrojových kódů



Vizuální
Uživatelská
Technická
WIKT 2010
11.11.2010
Vizuální obtížnost kódu



Best practices

Odsazení, odřádkování

Krátké metody, vypovídající názvy metod
Pro
 Uživatelsky „blízké“ hodnocení
Proti
 Formátování textu prostředím automaticky

Posouzení některých vlastností je obtížné
WIKT 2010
11.11.2010
Uživatelská obtížnost kódu (subjektivní)



Jaký je postup určení obtížnosti kódu?
Pro
 Pro uživatele nejpřesnější, sám určí co je jak
obtížné
 To co určí student nemusíme učit systém
Proti
 Každý máme jiný názor
 Po studentech je vyžadována věc navíc
 Je subjektivní
WIKT 2010
11.11.2010
Technická obtížnost kódu


Vychází ze statické analýzy zdrojových textů
Použití metrik
WIKT 2010
11.11.2010
Ohodnocení zdrojového kódu


File size
Source Lines Of Code (SLOC)
 Lines Of Code (LOC)



Logical Lines Of Code (LLOC)
Lines Lengths
Comments density
WIKT 2010
11.11.2010
Složitost zdrojového kódu

McCabe's Cyclomatic Complexity

Udává počet všech cest, kterými lze program projít

Control Flow Graph
Cyklomatická složitost V (G) grafu G
obsahujícího n vrcholů, e hran a p komponent
V(G) = e - n + 2p
Příklad:
V(G) = 7 – 6 + 2 = 3
WIKT 2010
11.11.2010
Případová studie



XAPOS byl využit pro experimentální ověření navigace
Předkládaný obsah - funkcionální jazyk Lisp
Jazykem pro tvorbu konceptů a tvorbu vztahů angličtina


LO kurzu se připravují souběžně v angličtině, češtině a turečtině
Připravovaný experiment bude zaměřen na řešení
podobnosti obsahu LO při výuce pomocí příkladů
WIKT 2010
11.11.2010
Závěr


Rozšíření adaptivní a personalizované navigace
nad LO v systému XAPOS o vzorové příklady
Hlavním přínosem práce:



Doplnění XAPOSu o využití znalosti struktury příkladů
(tagy)
Snadnější extrakce pojmů pro tvorbu konceptů a jejich
vztahů
XAPOS přitom zůstává beze změny personalizované
navigace dosud využívané jen pro LO bez zdrojových
textů.
WIKT 2010
11.11.2010
Budoucí práce





Rozvoj automatického zpracování a zařazení nových řešených i
neřešených příkladů s minimální potřebou lidské podpory
Rozšíření sítě pojmů(klíčových slov) při automatickém zpracování LO
Řešení problému podobnosti příkladů se zdrojovými texty tak,
abychom uživateli nabídli správný příklad z více podobných
Zpřesnění zpracování průchodu kurzem s využitím grafových i
statistických nástrojů a vizualizace výsledků
Praktický experiment navigující studenty, nad řešenými příklady se
zdrojovými texty
WIKT 2010
11.11.2010
UČENÍ PŘÍKLADY - PERSONALIZOVANÝ
ADAPTIVNÍ WEB
Výzkum byl částečně podpořen projekty SGS21/PřF/2010 a FRVŠ ČR 24/2010.
WIKT 2010
11.11.2010