Автоматический генератор задач по алгебре

Ментор	Самоненко Илья
Учебный семестр	Осень 2018
Учебный курс	2-й курс
Максимальное количество студентов, выбравших проект: ?

Что за проект?

Необходимо разработать приложение для «Библиотеки Московской электронной школой» (МЭШ - https://uchebnik.mos.ru), которое позволяет учителю генерировать задачи по алгебре (тема: упрощение выражений) различной сложности.

Предполагается следующая процедура использования приложения. Учитель на уроке на электронной доске запускает приложение. Ему необходимо придумать секретный ключ (набор из 4-5 цифр), в зависимости от которого будут сгенерированы задачи. Также учителю необходимо указать количество задач, их сложность и методы, при помощи которых задачи решаются. К методам можно отнести приведение подобных слагаемых, раскрытие скобок, сокращение дробей и пр. (в данном вопросе можно получить консультацию методиста). После указания всех необходимых параметров на доске появляются сгенерированные условия, которые будут решать ученики. Очень важно, что условия генерируются псевдослучайным образом и однозначно зависят от входных параметров, в частности от секретного ключа.

Также на экране кроме условий отображается открытый ключ – набор букв и цифр, в котором закодированы все входные параметры кроме секретного ключа.

Для того чтобы учителю увидеть правильные ответы на задания, он должен на другой странице (не на доске, а со своего компьютера или телефона) ввести секретный и открытый ключи, после чего на странице отображаются правильные ответы.

Если учитель хочет сделать другой набор задач на эту же тему и той же сложности, он должен придумать и ввести новый секретный ключ. Вполне достаточно, чтобы секретный ключ был просто набором из 4-5 цифр, чтобы его было легко запомнить и вводить.

Открытый ключ необходим для того, чтобы учителю не приходилось второй раз вводить все параметры задачи для получения ответа. Ему будет достаточно ввести этот ключ в текстовое поле на странице генерации ответов. Мы называем ключ открытым, т.к. он отображается на доске вместе с условиями задач, и ученики его тоже видят. Но без секретного ключа он не имеет никакого смысла.

Также открытый ключ может быть снабжен QR кодом, который учитель считывает своим телефоном, и тогда учителю будет достаточно ввести только закрытый ключ для отображения ответов на своем телефоне.

Цель создания программы – разнообразить уроки и дать возможность учителю давать большое количество индивидуальных заданий.

В программе нужно предусмотреть возможность отображать условия не только на электронной доске, но выводить их pdf файл, который учитель может распечатать и раздать ученикам.

Аналогичные проекты

Если говорить про глобальную задачу, которая связана с данным проектом, то она заключается в том, чтобы смоделировать процесс мышления при придумывании задач.

Статьи на эту тематику можно найти по ключевым словам: automatic problems generation.

Одним из примеров реализации является сервис «problem generator» на Wolframalpha (http://www.wolframalpha.com/problem-generator)

Чему научатся студенты? Что самое интересное в проекте?

Проект должен быть реализован как web-приложение на JavaScipt.

В процессе реализации проекта произойдет знакомство как с web-технологиями, так с и различными алгоритмическими проблемами генерации условий задач

Важной особенностью проекта является то, что известен конкретный заказчик. И в случае успешной реализации, программный продукт очень быстро "войдет в жизнь", получит конкретных пользователей, от которых будет поступать обратная связь.

Варианты проекта

Указанная тематика «алгебра (тема: упрощение выражений)» является далеко не единственно возможной. В качестве тематики можно выбрать практически любые темы из школьной математики или информатики. Однако выбор тематики существенным образом влияет на сложность алгоритмов генерации задач для данной тематики.

Еще одним направлением для развития не данного проекта, а направления в целом является создание интерактивных образовательных приложений, посвященных современному Computer Science (машинное обучение, большие данные и т.д.). Если Вам интересно подобное направление и целом задача применения информационных технологий в образовании, то Вы можете написать мне на почту isamonenko@gmail.com или поговорить лично в каб. 612.