LEAD-projekti, edistysmisraportti

1. Yleistä

2. Projektin osa-alueiden edistyminen

2.1 WWW-ympäristön kehittäminen

Tällä hetkellä projektin ja oppikurssien sivustot ovat Hyperwaven tietokannassa, josta otetaan päivitysten yhteydessä kopiot sivuista muualle.  Näin Hyperwaven puolella voidaan pitää työtietokantaa ja julkistaa sivut vasta kun ne ovat valmiita. Järjestelmä on nyt siinä kunnossa, että meillä on valmiit ja toimivat välineet ja käytännöt toteuttaa kaikki uusi oppimateriaali suoraan WWW-pohjaisena ja liittää ne mukaan olemassa olevaan aineistoon Hyperwaven alaisuudessa.  Uutta oppimateriaalia ei ole kevään jälkeen kirjoitettu suuremmin - se toteutetaan pääosin ensi vuoden alussa, kun tietorakenteiden ja algoritmien kurssi pidetään seuraavan kerran TKK:lla.  Siinä  vaiheessa myös lähes kaikki olemassa oleva luentomateriaali muunnetaan WWW-muotoon, jolloin luennot voidaan pitää käyttäen uutta tekniikkaa.

Hyperwavea on ryhdytty käyttämään myös joidenkin TML-laboratorion kurssien ylläpitoon niiden kokemusten perusteella, joita olemme siitä saaneet.  Olemme järjestäneet sitä varten heille tunnukset Hyperwaveen, jotta he voivat hoitaa asiansa täysin itsenäisesti.

2.2 Vanhan TRAKLA-järjestelmän kehittäminen

2.3 Algoritmianimaatio

2.4 Suorituskykyanalyysi

2.5 Opettajan apuvälineet

Kurssilla on nyt käytössä palautemekanismi, jolla ensinnäkin kurssin oppilailta voidaan nopeasti kerätä
palautetta opettajan määrittelmiin kysymyksiin ja opettaja saa tulokset suoraan tilastoina.  Lisäksi kurssin WWW-sivulla on vapaa palautelomake, jonka kautta palaute tulee opettajalle.´

2.6 Uuden OLIO-TRAKLA-järjestelmän kehittäminen

Uuden järjestelmän perusajatuksena on se, että koko TRAKLA-järjestelmä toteutetaan WWW:n varaan (vanha sähköpostipohjainen järjestelmä jää edelleen käyttökelpoiseksi).  Uusia keskeisiä asioita ovat seuraavat:

• Opiskelijan tehtävien ratkaisuja ei käsitellä enää pelkkänä lopputuloksena, vaan tarkastuksen kohteena on koko ratkaisuperiaate.  Toisin sanoen:  ratkaisu esitetään jonona tietorakenteiden tiloja, jotka esittävät tietorakenteen muuttumista annetun algoritmin suorituksen aikana.  Oppilaan laatimaa tilajonoa verrataan järjestelmän kehittämään malliratkaisuun ja tulos pisteytetään tämän mukaan.
• Oppilas tai opettaja voi selata tietorakenteen tilajonoa edestakaisin askel askeleelta.
• Opettajaa varten tehdään käyttöliittymä, jonka avulla hän voi laatia eri algoritmeista esimerkkejä ja tallentaa esimerkit kirjastoon.  Täältä niitä voi näyttää toisaalta luentomateriaalina ja toisaalta oppilaat voivat käyttää niitä itseopiskelumateriaalina.

• Vanhan järjestelmän osia ei ole tarkoitus merkittävässä määrin käyttää hyväksi uudessa järjestelmässä.
• Uusi järjestelmä toteutetaan kokonaan Javalla siten, että siinä on kaksi perusosaa:  asiakaspää (TRAKLA-EDIT) ja palvelinosa (TRAKLA-palvelin).  Edellinen huolehtii tietorakenteiden visualisoimisesta ja käsittelemisestä käyttöliittymän tarjoamin työkaluin.  Jälkimmäinen sisältää tarkastusmoduuliin, tehtävien generoinnin ja esimerkkien tallentamisen.
• Asiakaspään arkkitehtuuri on suunniteltu siten, että kokonaisuus rakentuu neljästä eri moduulista: varsinaiset tietorakenteet, niiden esitysmuodot, käyttöliittymä ja animaattori.  Tetorakenteet ja niiden graafiset esitysmuodot erotetaan toisistaan, koska silloin sama rakenne voidaan esittää useassakin eri muodossa, esimerkiksi puu voidaan esittää taulukkona tai graafisena puuna.  Animointiosa käsittelee tietorakenteita ja ymmärtää niiden tilojen muutokset operaatioina, joita tietorakenteeseen voidaan kohdistaa.  Käyttöliittymä tarjoaa visuaalisen näkymän rakenteeseen ja välineet sen muuttamiseen.
• Tietorakennemoduulin tekniset ratkaisut on suunniteltu ja dokumentoitu yksityiskohtia lukuunottamatta.  Osia moduulista on toteutettu.
• Tietorakenteiden esitysmuoto -moduulin ratkaisut on suunniteltu ja dokumentoitu.
• Käyttöliittymän toiminnot on suunniteltu lähes valmiiksi.
• Tehtävien ja esimerkkien tallentamista varten määritellään ns. DSDL-kieli, jonka avulla voidaan määritellä tehtävän tietorakenteet ja niiden sijoittelun ruudulle.  Kielen käsitttelyä varten tarvitaan DSDL-jäsennin.
• Tarkistaminen hoidetaan siten, että oppilaan koko ratkaisu siirretään TRAKLA-palvelimelle käyttäen hyväksi Java-kielen olioiden sarjallistamismahdollisuutta, jolloin tarkastajan ei tarvitse käyttää mitään välikieltä.
• Asiakkaan ja palvelimen välistä kommunikaatiota varten on suunniteltu ja myös toteutettu ns. ATP-protokolla, jonka avulla käyttäjän Appletin tila voidaan kokonaisuudessaan tallentaa palvelimen levylle sarjallistettuna.

2.7 Muuta

3. Projektin henkilöstö

Markus Kolsi otettiin mukaan osa-aikaisena (15 h / vko) henkilönä kehittämään nykyjärjestelmän käyttöliittymää.

Ari Korhonen on suunnitellut uuden järjestelmän ja ohjaa ja valvoo sitä toteuttavaa oppilasryhmää.  Oppilasryhmän ottamiseen mukaan projektiin päädyttiin sillä perusteella, että Ari Korhosella ei ole riittävästi aikaa koko OLIO-TRAKLAn toteuttamiseen ja Veikko Siivolan samoin kuin Markus Kolsin kokemus ei siihen riitä.

Lauri Malmin vastuulla on ollut projektin ulkoiset suhteet, oppimateriaalin kehittäminen ja pedagoginen sisältö.

Lauri Malmi ja Ari Korhonen osallistuivat Teknistieteellisen korkeakouluopetuksen pedagogisen asiantuntijuuden työpajaan ja kehittivät siinä yhteydessä merkittävästi kurssin opetusta ja opetusmenetelmiä.  Näitä kokemuksia käytetään hyväksi uuden oppimisympäristön suunnittelussa.
 

4. Jatkosuunnitelmat vuodelle 1999

4.1 OLIO-TRAKLA

Käyttöliittymää tullaan myös kokeilemaan pienessä mittakaavassa kurssin oppilaiden kanssa loppukeväällä, jotta myös oppilaspalautetta saadaan jatkokehityksen ja viimeistelyn tueksi.

Ari Korhonen ja Markus Kolsi rupeavat toteuttamaan TRAKLA-PALVELINta kevään aikana, jolloin tavoitteena on saada järjestelmän perusversio toimimaan loppukeväällä.  Tulevat laajennustarpeet, joita
toteutetaan kesällä ja syksyllä, liittyvät käsiteltävän tietorakennevalikoiman monipuolistamiseen.

4.2 Oppimateriaalin tuottaminen verkkoon