рефераты бесплатно
Рефераты бесплатно, курсовые, дипломы, научные работы, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения,рефераты литература, рефераты биология, рефераты медицина, рефераты право, большая бибилиотека рефератов, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент и многое другое.
ENG
РУС
 
рефераты бесплатно
ВХОДрефераты бесплатно             Регистрация

Реферат: Авторская система TeachLab CourseMaster  

Реферат: Авторская система TeachLab CourseMaster

Авторская система TeachLab CourseMaster

А.А. Пугачев, кафедра математики и информатики

Улан-Удэнский филиал Восточно-Сибирского института МВД России,

Улан-Удэ, Россия

Введение

Анализ опыта внедрения в школах, вузах и различных предприятиях, компьютерных программ учебного назначения показывает, что важным фактором, препятствующим их широкому применению, является неполное соответствие предлагаемого материала идеям и методам преподавания той или иной дисциплины. Многие педагоги проявляют значительную осторожность в использовании обучающих программ и педагогических программных средств. Идеальным решением этой проблемы является полный учет требований пользователя (преподавателя), что практически недостижимо. В настоящее время в сфере разработки обучающих и других учебных программ доминируют интересы и предпочтения производителя, то есть программистов-разработчиков компьютерных программ. В печати и на конференциях различного уровня не раз высказывалось мнение, что современному педагогу, скорее нужен не диск с полным мультимедийным курсом по предмету, а некоторые элементарные кирпичики, которые он мог бы использовать в качестве красочных иллюстраций своих идей и методов и которые более органично вписались бы в традицию использования наглядных пособий, подбираемых педагогом для своего занятия.

В связи с этим представляется целесообразным создание не законченной обучающей продукции, а своеобразных электронных конструкторов - инструментальных программных средств (авторских систем) для создания педагогом собственных ЭУК. В настоящее время существует довольно много таких систем, как коммерческих, так и исследовательского уровня, различающихся простотой освоения, предоставляемыми возможностями, стоимостью и т.д. В рамках данной статьи рассмотрена авторская система TeachLab CourseMaster ( http://teachlab.km.ru). Система TeachLab CourseMaster предназначена, в первую очередь, для создания адаптивных электронных учебных курсов.

Основные возможности системы, приведены ниже:

Представление в ЭУК предметных, педагогических и диагностических знаний.

Формирование и поддержка Модели обучаемого.

Адаптация к предметной области.

Адаптация к уровню знаний и умений разработчика электронных курсов

Использование коммуникационного посредника (Ассистента), позволяющего переключить обучаемого из коммуникации "человек-человек" в коммуникацию "человек-компьютер".

Визуальная среда проектирования страниц курса.

Наличие объектно-ориентированного языка программирования (Object Pascal, Visual Basic, JavaScript).

Простые механизмы подключения дополнительных библиотек обучающих компонент и элементов управления ActiveX.

Представление знаний в системе

Система обеспечивает представление в электронном учебном курсе предметных, педагогических и диагностических знаний [Норенков Ю. И., 1993].

К предметным знаниям отнесены: учебный материал, знания, способствующие поиску требуемой информации, и знания о структуре предметной области.

В системе CourseMaster учебный материал представлен в виде страниц учебного курса, которые обладают следующими свойствами:

каждая страница курса имеет атрибуты, назначаемые автором и классифицирующие учебный материал по различным критериям (уровень представления учебного материала, уровень усвоения учебного материала, уровень осознанности [Беспалько В. П., 1977]);

страница курса содержит специальные данные, облегчающие поиск содержащейся в ней информации (метаданные);

страница учебного курса может содержать гиперссылки на другие страницы курса и диагностические знания;

информация на страницах курса может быть представлена в различных формах (текст, графические образы, диаграммы, видео, аудио и т.д.). Конкретное множество допустимых видов информации задается реализацией, т.е. зависит от множества используемых обучающих компонент;

каждый из информационных элементов, составляющих страницу курса, обладает определенными свойствами, которые могут изменяться в ходе процесса обучения.

Множество страниц учебного курса, организованных определенным образом, образуют структуру предметной области HS. Для каждого элемента t HS могут быть определены:

страница учебного курса;

множество диагностических учебных воздействий (пре- и пост-тестирование);

множество педагогических знаний, осуществляющих управление процессом обучения и модификацию модели обучаемого.

Представление педагогических знаний

Для реализации процесса адаптивного обучения необходимо планирование учебных воздействий и корректировка получаемых планов в зависимости от успешности усвоения материала. Оглавление учебного курса (структура предметной области) содержит ссылки на предметные знания и задает отношения между темами учебного материала. Его создание осуществляется разработчиком курса и оно остается неизменным в процессе обучения. Между тем, необходимость индивидуализированного подхода к обучению требует планирования учебных воздействий, как на основании структуры предметных знаний, так и на основании модели конкретного обучаемого.

Управляющий модуль системы целесообразно рассматривать как конечный автомат, который в любой момент времени находится в некотором состоянии. Состояние автомата однозначно определяется значениями его внутренних переменных. Изменение состояния происходит после поступления внешнего воздействия, в данном случае - действия обучаемого. Новое состояние определяется на основании поступившего внешнего воздействия и предыдущего состояния и выбирается в соответствии с функцией перехода, которая задается при помощи продукционных правил.

Таким образом, для представления педагогических знаний в системе реализованы следующие компоненты:

внутренняя память, в которой хранятся значения переменных, и

множества правил-продукций, анализирующих и изменяющих состояние данных переменных.

Для хранения значения внутренних переменных используется Реестр системы - динамическая база данных для хранения неоднородной информации, индивидуальной для каждого обучаемого.

В Реестре выделены следующие подструктуры:

модель обучаемого: уровень знаний, предпочтения и т.д.;

заметки обучаемого;

протокол работы обучаемого с системой, в котором сохраняются сведения о пройденном учебном материале;

информация о состоянии некоторых концептов предметной области и т.д.

Для хранения практически всей указанной информации используются элементы (разбитые на категории, секции) следующего вида:

Атрибут = Значение

где Атрибут - символьный идентификатор элемента Реестра: Значение - значение данного элемента Реестра, принадлежащее к одному из следующих типов: логический (Boolean), целый (Integer), вещественный (Float), строковый (String), поток (Stream), компонент (Component).

Для анализа и модификации содержимого Реестра используются продукционные правила, генерируемые автоматически при проектировании курса или разрабатываемые автором курса.

Каждое продукционное правило имеет следующий формат:

Список условий > Список действий

Список условий правил составляется из операторов используемого языка программирования, в частности, операторов, анализирующих состояние Реестра.

Список действий также составляют операторы текущего языка программирования, в частности, операторы, производящие модификацию Реестра.

Диагностические знания

Диагностические знания содержат сведения о способах и методах контроля знаний, умений и навыков обучаемого (вопросы и упражнения).

В рассматриваемой системе, по способу получения ответа, выделены следующие типы (варианты) контрольных вопросов (упражнений):

упражнения с заданным множеством ответов:

одиночный выбор;

множественный выбор;

ввод с клавиатуры;

область на рисунке;

соответствие;

иерархия;

упражнения с присоединенной процедурой вывода и анализа ответов (свободно-конструируемые вопросы).

Поддержка вопросов с заданным множеством ответов - обязательное условие для любой авторской системы современного уровня. Однако более полно контролировать процессы усвоения знаний, формирования умений и навыков позволяют вопросы с присоединенной процедурой вывода и анализа ответов (свободно конструируемые вопросы).

В чем суть вопросов этого типа? Практика показывает, что гораздо эффективнее, при проверке знаний и умений, вместо вопроса, например, "Как создать новую папку на Рабочем столе Windows?", потребовать - "Используя контекстное меню, создайте папку на Рабочем столе Windows". В этом случае, тестируемый, не выбирает правильный ответ из предложенных вариантов, а выполняет набор действий, который приводит к желаемому результату. Именно такое тестирование и позволяют реализовать свободно конструируемые вопросы.

Вопросы этого типа - наиболее эффективный способ проверки знаний и умений, но платой за эффективность является довольно высокая сложность разработки данных вопросов, связанная с необходимостью знания основ программирования. Однако в будущем, благодаря разработки специализированных компонент (в рамках данного проекта - обучающих компонент), сложность проектирования данных вопросов значительно снизится.

Для вопросов любого типа в системе CourseMaster могут быть определены метаданные, наличие которых позволяет генерировать тесты, индивидуализированные и соответствующие параметрам запроса автора курса или системы, т.е. авторы могут точно определить различные параметры опроса обучаемых, необходимые в некоторой точке учебного курса: общее количество вопросов, пропорцию вопросов специфического вида или специфичных тем, трудность, важность и т.д. В частности, использование метаданных позволило реализовать такую функцию система как "Работа над ошибками".

По способу активации множество диагностических знаний разделено на следующие подмножества:

упражнения, активизируемые в процессе предварительного тестирования (например, при инициализации стереотипной или оверлейной модели пользователя);

упражнения, активизируемые, в результате выполнения некоторого правила;

упражнения, закрепленные за некоторым концептом предметной области и активизируемые до или после его изучения (пре- и пост-тестирование);

упражнения для самоконтроля, активизируемые самим обучаемым в процессе работы с концептом ПО (ссылки на такие упражнения задаются в соответствующем концепте).

Автоматизированное оценивание уровня знаний и умений является в достаточной мере формальной процедурой и его качество напрямую зависит от используемых алгоритмов. Для информирования о результатах обучения и отражения динамики развития обучаемого в системе CourseMaster использован алгоритм, в основу которого положена многозначная логика с векторной семантикой VTF [Аршинский Л. В., 1998, Аршинский Л. В., Пугачев А. А., 2001; Гаврилова, Хорошевский, 2000]. Данный алгоритм обеспечивает:

проведение адаптивного тестирования;

формализованный, однозначный и объективный порядок фиксирования результатов ответов на вопрос;

предоставление возможности дифференцированного подхода к оцениванию результатов ответов на каждый вопрос с учетом его параметров;

возможности распознавания типа ошибки и соответствующего их оценивания;

получение итоговой интегрированной оценки по результатам ответа на все вопросы;

приведение итогового результата к оценке по традиционно используемой шкале;

достаточно простую программную реализацию.

Важным достоинством алгоритма является возможность естественным образом учитывать вес каждого вопроса в тесте. Механизм задания весовых коэффициентов может быть различен. В рассматриваемой системе вес вопроса (упражнения) определяется в соответствии с системой дидактических показателей предложенных В.П. Беспалько [Беспалько В.П., 1977]:

показатели уровня представления учебного материала ( альфа);

показатели уровня усвоения учебного материала ( бета);

показатели качества усвоения (осознанность) ( гамма);

В соответствии с данными показателями вес i-вопроса, определяется выражением

,

где - коэффициенты, определяющие приоритет того или иного показателя, - поправочный коэффициент.

Существенным, в данном подходе, является использование, наряду с понятием вес вопроса, понятия - вес ответа, который определяется как степень соответствия j ответа текущему вопросу, выраженная в процентах или долях единицы.

Итоговый балл, получаемый тестируемым, при выполнении i задания теста определяется выражением:

,

где

t - тип вопроса (в настоящей работе: 0 - "одиночный выбор", 1- "множественный выбор", 2 - "ввод с клавиатуры", 3 - "область на рисунке", 6 - "соответствие" и 4, 5 - "конструктор вопросов");

kij - степень соответствия j ответа содержанию i вопроса;

NF - число ответов выбранных неправильно (для вопросов "множественный выбор" и "соответствие");

NT - число ответов выбранных правильно (для вопросов "множественный выбор" и "соответствие").

Адаптация к предметной области

Адаптация к предметной области позиционирует систему CourseMaster, как совокупность инструментальных средств, на базе которых появляется возможность разработки учебных курсов из различных областей знаний. Технология положенная в основу авторской системы инвариантна к различным предметным областям. Разумеется, инвариантность не следует трактовать в абсолютном смысле. При переходе от одной предметной области к другой отдельные составляющие технологии могут модифицироваться (адаптироваться), однако ядро системы, реализующее общие принципы и механизмы построения электронных учебных курсов, остается неизменным.

Страницы: 1, 2


© 2010.