Морфологический синтез вариантов заданий в обучающей системе по программированию

В состав учебно-методических материалов обучающей системы по программированию должен входить большой набор однотипных вариантов заданий для написания программ по всей тематике изучаемого материала. При фиксированном наборе заданий система утрачивает свою обучающую функцию после выполнения пользователем всех заданий. Вследствие этого обучающая система должна обладать способностью генерировать вариант задания «на лету». Помимо тестовых заданий в обучающей системе должны присутствовать задания по написанию и изменению программного кода разных видов: написание законченной программы, написание фрагмента программы, исправление программы с ошибками, рефакторинг кода программы, написание модульного текста для заданного кода и т. п. Генерацию вариантов заданий можно осуществить на основе принципа морфологического синтеза. Типовое задание на программирование по некоторой теме должно представлять собой параметризованный шаблон с параметрами. Конкретный вариант задания формируется системой посредством выбора значений параметров. Разнообразие вариантов определяется сочетаниями параметров. На основе анализа конкретных заданий определены три вида параметров: независимые, зависимые и вложенные. Значения параметров — двух типов: множество строковых значений, вычисляемые системой числовые значения. Обучающая система при создании конкретного варианта сначала должна выбрать значения независимых параметров. Значения зависимых параметров выбираются на основании уже известных значений независимых параметров. И для каждого значения, с которым связаны вложенные параметры, система должна сгенерировать их значения. Для представления шаблона в составе базы заданий обучающей системы должен быть разработан предметно-ориентированный язык программирования, например, на основе xml. Конкретный вариант задания формируется посредством текстовой подстановки конкретного значения параметра на соответствующее место в теле шаблона аналогично тому, как это делает практически любой макропроцессор. Для генерации в заданиях арифметических выражений со стандартными функциями разработан вероятностный алгоритм, порождающий выражение по грамматике.