E-Learning ist heutzutage ein wirksames Mittel für die akademische
und kontinuierliche Bildung. Ein wichtiges Merkmal von E-Learning
ist die Verwendung von Animationen, um die Lehrinhalte zu demonstrieren.
Mit der zunehmenden Popularität der Multimediatechnologie
begannen die Ausbilder, die komplizierten Computeralgorithmen
und die abstrakte Datenstruktur mit der Hilfe von Multimedia-
Animationen zu demonstrieren. Daher ist die Algorithmenvisualisierung
(AV) eines häufige verwendeten Werkzeuge im E-Learning.
Zahlreiche Forschungen haben gezeigt, dass die Anwendung von den
Animationen zur Veranschaulichung komplexer Algorithmen es den
Schülern ermöglicht, diese Algorithmen besser und schneller zu verstehen.
Aber es gibt auch viele Lehrer, die sich gegen den Einsatz von
AV im Unterricht einsetzen. Um AV wirklich die Studenten zu helfen,
müssen bestimmte Richtlinien beim Entwerfen von AV-Animationen
berücksichtigt werden.
Nach dem Lesen und Analysieren einer großen Anzahl verwandter
Arbeiten wurden vier pädagogische Theorien ausgewählt. Dies
sind Epistemic Fidelity, Kognitiver Konstruktivismus, Dual Coding
und Individual Differences. Es wird angenommen, wenn Entwickler
diese vier Lerntheorien bei der Entwicklung von AV - Animationen
beobachten, die Qualität von AV effektiv verbessert werden kann.
Basierend auf diesen vier Theorien wurde eine Online-Plattform namens
DLD-VISU zum Lernen und Lehren von Digital Logic Design
entwickelt. Um diese Theorien in DLD-VISU unter Verwendung fortgeschrittener
Software-Engineering- und Programmiertechniken zu
unterstützen, wurden spezifische Implementierungskonzepte und -
methoden entwickelt. DLD-VISU verwendet das MVC - Architekturmuster,
um die Trennung von Model, Controller und View zu erreichen,
und verwendet die DI, um IoC zu erreichen. Dies kann die Klassen
entkoppeln und die Schwierigkeit der Programmwartung und
-aktualisierung stark reduzieren. Darüber hinaus verwenden wir die ORM Technologie, um die traditionelle JDBC-Datenbank für den Zugriff
zu ersetzen.
DLD-VISU ist nicht nur in der Lage, Animationen auf Webseiten
darzustellen, sondern dient auch als AV-Entwicklungsplattform. Es
bietet ein leistungsfähiges Framework und eine umfangreiche grafische
Bibliothek. Diese Framework enthält viele leistungsstarke Funktionen
wie IoC, ORM und Action-Dispatcher. Entwickler können damit
schnell eine AV-Animation basierend auf dem MVC - Architekturmuster
erstellen. Eine umfangreiche grafische Bibliothek kann die
Entwicklern helfen, die Front-End-Animationen schnell zu zeichnen.
Um die Benutzerfreundlichkeit von DLD-VISU zu demonstrieren, verwenden
wir es, um eine AV-Animation für verschiedene Algorithmen
von binären Entscheidungsbäumen als eine wichtige Klasse von maschinellen
Lernklassifizierern zu entwickeln.
Ein weiteres Ziel von DLD-VISU ist der Aufbau einer einheitlichen
AV-Management-Plattform. Alle Animationen auf dieser Plattform
verwenden einen einheitlichen Stil und eine Benutzeroberfläche, wodurch
die Zeit gespart werden kann, die Schüler für die Anpassung
an verschiedene AV-Programme ausgeben. Darüber hinaus bietet die
Plattform eine große Anzahl von Management-Modulen, die es Lehrern
sehr erleichtern, ihre eigenen AV-Programme zu veröffentlichen
und zu verwalten und Echtzeit-Beobachtungen der Nutzung des AV
durch die Schüler durchzuführen.
Wir führten einige Tests auf dieser Plattform durch, einschließlich
der Aufteilung der Studenten in zwei Gruppen - die eine nutzte die
DLD-VISU-Plattform und die andere verwendete traditionelle Methoden.
Beide Gruppen hat die gleiche Fragen. Die Ergebnisse zeigen,
dass DLD-VISU hilfreich ist, um die Leistungen der Schüler zu verbessern. | German |