3884-1 (Автоматизированные обучающие системы)

Автоматизированные обучающие системы

Р.Манекин

§ 1. Автоматизированные обучающие системы (АОС): основные принципы построения.

Часть нужных Вам сведений Вы сможете почерпнуть в настоящем пособии; другие - найдете в соответствующей научной литературе¹.

Автоматизированные обучающие системы бывают нескольких типов: информационные, справочные, контролирующие, обучающие, комбинированные. Некоторые АОС предназначены для работы с т.н. «отдельными элементами обучения» (они способствуют усвоению отдельных тем, текстов, проч.); другие представляют собой автоматизированные учебные курсы (АУК).

В этой книге Вы обнаружите сведения о возможностях программного обеспечения, созданного с помощью языков программирования PROLOG и LOGO (эти языки часто используются при построении развивающихся интеллектуальных систем в рамках научной идеологии искусственного интеллекта). Программы Энналса предназначены для моделирования исторических процессов, явлений; для контроля и поддержки знаний учащихся; для построения т.н. обучающих схем, для репрезентации (т.е. представления) гуманитарных знаний; для «интеллектуального» информационного поиска при обучении истории.

Все чаще и чаще Вы можете встретить т.н. «компьютерные учебники» (т.е. учебники, являющиеся по существу огромными обучающими программами).

Одни АОС «способны» контролировать знания учащихся, другие содержат в себе элементы «учебного тренажа», третьи помогают овладению новым учебным материалом, четвертые предназначены для того, чтобы стимулировать интерес учащихся к изучаемому предмету.

При построении АОС примято учитывать как достоинства, так и недостатки компьютеров, на которых они будут эксплyaтироваться. А именно: возможности по использованию игровых элементов в процессе обучения; возможности по организации «диалога» учащегося и ЭВМ; демонстрационные возможности, наглядность; предметностъ, красочность представления учебного материалам, др. К числу недостатков многих компьютеров можно отнести малую емкость экрана дисплея, его избыточную (недостаточную) яркость, специфичность программного обеспечения, проч.

Эффективность АОС во многом зависит от их содержательней стороны. Конкретно: от логической стройности, непротиворечивости, однозначности, доступности, точности, простоты изложения, валидности исходной информации; от наличия иллюстративно-графического (портреты известных философов, графики, диаграммы, гистограммы, таблицы, схемы, проч.) и справочного материала («компьютерные энциклопедии, тезаурусы, информационные и библиографические обзоры, фото-видео-звуковые «архивы»), др.

Создавая АОС, нужно помнить о трех обстоятельствах:

- человеческий мозг способен перерабатывать в ограниченный промежуток времени ограниченный объем полезной информации;

- в большинстве отечественных вузов работа в компьютерном классе лимитирована по времени;

- «общение» студента-гуманитария с компьютером требует от первого повышенного психического напряжения.

Лучшие АОС никогда не бывают «насыщены» сложными формулами, схемами, др. Работа с ними не требует много времени, а текст нередко «разбавляется» шутками, забавными фразами, смешными рисунками.

Чтобы Вы лучше могли представить «устройство» наиболее удачно сделанных АОС, мы с Вами теперь более подробно рассмотрим некоторые из них.

§ 2. Автоматизированные обучающие системы (АОС): (игровые (обучающие) АОС; принципы построения; пример).

Помните? Еще М. Хайдеггер считал, что «игра есть язык трансценденции», а Й.Хейзинга писал, что «игра - всеобщий принцип становления человеческой культуры». Трудно сказать, были ли эти мыслители правы. Тем не менее, бесспорно: игровые элементы нередко используются при создании АОС.

Вот, например, что писала по атому поводу сотрудник Белорусского центра новых информационных технологий преподавания гуманитарных и социально-политических дисциплин (БелНИТ) Е.Н. Балыкина: «В настоящее время игровые формы обучения заняли прочное место среди дидактических средств вообще. Обучающие игры используются для решения широкого диапазона педагогических задач, поскольку главная их особенность состоит в комплексном воздействии на интеллектуальную, эмоциональную, нравственную и поведенческую стороны личности обучаемого.

В обучающих играх можно отметить целый ряд психолого-педагогических достоинств: во-первых, активность их участников - обучаемые увлеченные игрой, не замечают, что учатся, они познают, запоминают новое, ориентируются в необычных ситуациях, пополняют запас представлений и понятий, развивают фантазию, приобретают умения и навыки и применяют их в процессе игры; во-вторых, динамичность, которая выражает влияние фактора времени на игровую деятельность человека - время приобретает такое же первостепенное значение, как и в жизни; в-третьих, занимательность , которая отражает увлекательное проявление человеческой деятельности и потому оказывает сильное эмоциональное воздействие на человека, побуждая его к участию в игре или заинтересованному наблюдению за ее ходом и усиливая тем самым познавательные интерес и активность; в-четвертых, своеобразие субъект-объектных отношений, когда обучаемы! выступает и как объект педагогического воздействия, и как субъект игровой деятельности, полностью вовлеченный в ее процесс. Основным элементом обучающей игры является выполнение ею дидактической задачи. Она определяется общей целью обучения и тесно связана с целью и задачами занятий. Все остальные элементы (содержание, правила, игровые действия) подчинены дидактической задаче и обеспечивают ее реализацию» ².

Важнейшими принципами построения игровых AOС являются:

1. Оптимальное сочетание традиционных правил составления игр-головоломок (с учетом введения в оборот не более 20 слов одновременно и возможностей компьютера³);

Предварительный отбор материала содержательной части АОС и составление собственной «энциклопедии-матрицы» ⁴;

разработка вариантов одной и той же программы (серии программ) с целью создания у каждого из обучаемых иллюзии неповторимости «его» игры путем:

изменения вида задачи-головоломки (кроссворд, чайнворд, шарада);

изменения формы рисунка в рамках того или иного вида;

изменения фоновых (образное выделение определенного предмета

из числа основных составляющих тему) или сюжетных элементов (изображение динамики процессов, характеризующих рассматриваемый объект, имитация действий участников игры);

изменения части вопросов с таким расчетом, чтобы основная их часть присутствовала в каждом варианте, а общее количество полностью схватывало важнейшие события изучаемой темы; др.

Игровые АОС могут иметь самую разную форму: «стрельба» датами по условной мишени; ходьба по «лабиринту истории философии»; историко-философские «шашки»; чайнворды; кроссворды; кроссчайнворды; шарады; метаграммы; анаграммы; полидромы; логогрифы; ребусы; криптограммы⁵, проч.

Хорошим примером компьютерных игр-головоломок является кроссворд по истории культуры начала XI в., составленный белорусскими квантификаторами (разработчики - Балыкина Е.Н. и др.). Этот кроссворд предназначен для студентов вузов и учащихся старших классов школ. Он представляет собой игру, в начале которой учащийся должен ответить на все известные ему вопросы кроссворда, и, таким образам, как бы «набрать» темп работы. Затем ему нужно предельно мо билизовать свои способности в поисках ответов на вопросы, по которым он допустил ошибки (на которые не ответил). При этом он может рассчитывать на помощь трех типов (справки, проч.), причем программа сама «наводит» его на правильную мысль⁶. Принцип действия AOС Е.Н.Балыкиной предусматривает дополнительное стимулирование познавательной деятельности обучаемых как самим режимом занятий (льготный или жесткий режим тренажа или контроля), так и оценками ответов и учетам времени, затраченного на работу.

Кстати, познавательная деятельность студентов может быть стимулирована также и призами, выдаваемыми за решение задач головоломок. У Вас есть выбор: зачет- «автомат», освобождение от отработки пропущенных занятий или даже просто хорошая, нужная книга по изучаемой теме.

§ 3. Автоматизированные обучающие системы: контролирующие (диалоговые) АОС (примеры, принцип действия).

Важнейшей функцией автоматизированных обучающих систем является контроль за знаниями учащихся⁷. Это может быть текущий, рубежный, др. контроль.

Простейший вид контроля может осуществлять (если Вы, конечно, ее дополните) и наша с Вами программа, (см. ранее). Некоторые АОС умеют даже «принимать» зачеты и экзамены.

Целый пакет программ, предназначенных для приема зачетов, разработали сотрудники Лаборатории по применению количествeнных методов и ЭВМ в исторических исследованиях Московского университета (И.М. Гарскова, др). Давайте с ним познакомимся.

В этот пакет входят пять программ. А именно: программа «INTRO» (знакомство), «CONDUIT» (классный журнал), «CONTROL» (контроль), «EXAMS» (экзаменатор), «TEACHER» (учитель).

Каковы их функции?

Программы «INTRO» и «CONDUIT» осуществляют контроль посещаемости занятий. Так, например, «INTRO» «регистрирует» список членов академических групп. То есть на первом занятии каждый студент подходит к компьютеру и самостоятельно набирает на клавиатуре свое имя и фамилию, а «INTRO» вводит их в память ЭВМ. Далее, учетом посещаемости «ведает» уже программа «CONDUIT». «CONDUIT» отмечает на каждом занятии посещаемость студентов и «заставляет» компьютер «комментировать» их усердие или нерадивость. Функции программы «CONTROL» состоит в том, чтобы на основе сведений «CONDUIT» определять, какие именно темы нужно «отрабатывать» студенту и в каком объеме.

«EXAMS» вызывает на экран монитора-компьютера список вопросов, по теме, указанной «CONTROL». Если студент не может ответить на вопросы «EXAMS», ему приходится возвращаться к пропущенным темам. При этом при каждом вызове «EXAMS» ответы на вопросы перемешиваются и поступают на экран монитора в случайном порядке. Программа «TEACHER» предназначена для работы с преподавателем. Пользователь этой программы может определять параметры будущих зачетов, выбирать темы, вопросы из «банка вопросов и заданий» с указанием номеров занятий, на которых эти темы (вопросы) обсуждались. «TEACHER» «способна» модифицировать существующие вопросы, а также заменять их новыми.

Все программы из пакета И.М.Гарсковой расчитаны на работу и с компьютером, имеющим цветной монитор и обеспечивают «музыкальное сопровождение» студенческих зачетов.

Программа, разработанная на кафедре философии Московского автомобилестроительного института (МАСИ ВТУЗ ЗИЛ, руководитель проекта Малюга Ю.Я.) рассчитана на более «мягкий» вариант контроля за знаниями учащихся. Эта программа примечательна тем, что в ней в наиболее полном виде реализован принцип диалога экзаменатора и экзаменуемого. Давайте ознакомимся с тем, как она работает.

Во-первых, эта АОС так же, как и предыдущая, «умеет» формировать списки членов академических групп и «оценивать» их знания. Кроме того, она способна «разговаривать» с учащимся на «любые» темы, касающиеся определенных историко-философских проблем.

Как это достигается?

Автор этой программы применил такую методику. Прежде всего, составил четкое представление о развитии историко-философской проблематики конкретных историко-культурных эпох и «изобразил» процесс становления этих проблем в виде дендрограммы («аддивного дерева»). Далее он сформулировал все вопросы, касающиеся изучаемых тем, таким образом, чтобы они предполагали четкие, однозначные ответы, причем любой из них с необходимостью требовал использования определенных ключевых слов. Наконец, автор расположил вопросы в таком порядке, чтобы ответы на них предполагали выявление «ветвей» сформулированного им ранее для себя «дерева проблем».

А теперь представьте такую картину.

Студент садится за компьютер и видит на экране монитора, ну, скажем, такой вопрос: «Как Вы считаете, какая философская идеология преобладала в культурной жизни Древней Греции VI – V вв. до н.э.: натурализм, идеализм или субъективизм?»

Как Вы думаете, что он предпримет?

Конечно же, скорее всего он наберет на клавиатуре какой-то ответ, например: «Мне кажется, что в этот исторический период наибольшее распространение получил субъективизм».