Виды компьютерных обучающих систем.
Автоматизированные Обучающие Системы (АОС)
Представляют собой программно-технические комплексы, включающие в себя методическую, учебную и организационную поддержку процесса обучения, проводимого на базе информационных технологий.
В общем случае, в рамках автоматизированных обучающих систем могут решаться следующие задачи:
· задачи, связанные с регистрацией и статистическим анализом показателей усвоения учебного материала: определение времени решения задач, определение общего числа ошибок и т.д. К этой же группе относятся и задачи управления учебной деятельностью;
· задачи, связанные с проверкой уровня знаний, умений и навыков учащихся до и после обучения, их индивидуальных способностей и мотиваций;
· ·задачи АОС, связанные с подготовкой и предъявлением учебного материала, адаптацией материала по уровням сложности, подготовкой динамических иллюстраций, контрольных заданий, лабораторных работ, самостоятельных работ учащихся;
· ·задачи администрирования системы, доставки учебного материала на рабочие станции и задачи обратной связи с обучаемым.
Известно, что любая программа представляет собой набор алгоритмов (компонентов), которые взаимодействия между собой решают поставленную задачу. При этом программа будет являться программной системой, если она представляет собой совокупность взаимосвязанных компонентов, каждый из которых выполняет вполне определенные функции. В общем случае любая обучающая программа может считаться программной системой, так как в ней обязательно присутствует компонента интерфейса пользователя, и компонента, реализующая предлагаемую методику. Автоматизированной обучающей системой будет являться любая АОС, так как согласно, ряд задач, например отображение информации или анализ правильного ответа, выполняются без участия человека. Каждая АОС имеет определенную структуру на основе группы элементов с указанием связей между ними и дающее представление о системе в целом. Поэтому структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней типам связей.
На основе проведенного анализа можно сделать вывод, что каждая обучающая система имеет четко выраженную структуру, и эти структуры можно классифицировать следующим образом:
АОС без обратной связи(разомкнутые)
В разомкнутых АОС не учитываются отклики учащихся на поставленные вопросы и не корректируется последовательность предъявления учебного материала в функции степени усвоения учащимся изучаемой темы. Здесь лишь выполняется определенная заранее заданная программным путем последовательность изложения урока или контрольных вопросов. При этом наиболее простыми из числа разомкнутых АОС являются системы с презентационной структурой, представляющей собой последовательное включение звеньев "АОС" и "Учащийся".
В АОС данного типа присутствует только прямая информационная связь между системой и учащимся, которому последовательно предоставляется визуальная информация с монитора ЭВМ. При этом обучаемый находится в режиме пассивного наблюдателя, от которого не требуется ни каких откликов по взаимодействию с АОС. Примером может служить презентация.
Основной упор делается на выявление уровня знаний учащихся в определенный период учебного процесса. Используя различную методику, такие системы предъявляют обучаемому открытый или закрытый вариант вопроса (вопрос с вариантами выбора ответа). От учащегося ожидается отклик в виде ответа (управляющего воздействия) на поставленный вопрос. Ответ фиксируется в блоке фиксатора ошибок. По результатам опроса выставляется определенный балл, который служит критерием для результирующей оценки по степени усвоения учащимся требуемого учебного материала.
Наиболее широкими функциональными возможностями и высокой эффективностью в учебном процессе обладают АОС, где организована обратная связь между учащимся и обучающей системой.
Рассмотрим обобщенный принцип функционирования системы "АОС-учащийся". Процесс взаимодействия учащегося с АОС может быть представлен в виде системы с внешней обратной связью, где АОС направлена на повышение уровня знаний пользователя, и тем самым уменьшение количество ошибок им совершаемых. Звеном прямого канала регулирования здесь выступает АОС, объектом регулирования - "Учащийся". Генерация воздействий на учащегося со стороны АОС строится в соответствии со знаниями учащегося на основе накопленного им ранее опыта и входным заданием, а также в зависимости от принятых в программном обеспечении критериев достоверности оценки знаний обучаемого. В зависимости от характера воздействия со стороны АОС учащийся принимает определенное, достоверное с его точки зрения, решение, доказывающее, по его мнению, факт усвоения им поданного материала, и генерирует его на вход ЭВМ.
Если пренебречь дискретностью, очевидной для системы «АОС-учащийся», и рассматривать ее в виде некоторой линейной системы, то реакция учащегося на воздействия со стороны АОС можно рассматривать в виде некоторой функции уровня количества ошибок в зависимости от предъявляемого задания. Задание, здесь совокупность задач, которые должен решить пользователь. Вид этой функции зависит от индивидуальных свойств обучаемого и программного обеспечения. Первый случай) свидетельствует о полной несовместимости АОС и обучаемого, так как решения, принимаемые учеником в процессе взаимодействия с АОС, носят характер все более грубых с каждым новым заданием ошибок. Это может быть причиной как полной неготовности ученика к усвоению предлагаемого материала, так и результатом методических ошибок, заложенных в программное обеспечение АОС. Последний фактор выявляется достаточно просто в случае массового характера подобного явления, методически проявляющего себя в группе учащихся. Второй вариант (кривая 2, рис 4 б) свидетельствует в пользу неспособности учащегося оперативно применять ранее полученные знания. Очевидно, что в любой АОС в первую очередь необходимо задать максимально допустимое время на принятие учащимся решения на предоставляемый ему вопрос. Как правило, для квалифицированного преподавателя с достаточно большим опытом учебно-методической работы данное обстоятельство не вызывает особых затруднений.
Самым сложным процессом в рассматриваемой модели является выявление критерия степени достоверности усвоения учащимся полученной информации и исключения фактора случайности, когда АОС делает ошибочный вывод о правильном усвоении учащимся предложенного материала. Поступившая от АОС информация, рассматривается учащимся в совокупности с имеющимися в его памяти данными путем их обновления, сопоставления, взаимного дополнения и коррекции. На основании этого процесса ученик приходит к принятию соответствующего решения, анализируя которое АОС должна подтвердить или опровергнуть факт усвоения учеником текущей и предыдущих порций учебного материала.
АОС с обратной связью
Весьма распространенным типом АОС среди замкнутых систем являются имитационные автоматизированные обучающие системы. Здесь функции ведущего "элемента" выполняет фактор моделирования реальной ситуации в той или иной сфере предметной области. Элемент обратной связью в виде реакции ученика на предъявляемый АОС учебный материал является основой непрерывного взаимодействия системы "АОС-обучаемый", так как то или иное воздействие на систему со стороны пользователя ведет сразу к ответной реакции со стороны обучающей системы. Примером подобных АОС могут служить всевозможные игровые тренажеры, имитаторы и т.п. В частности, имитационная программа компании Maxis. Здесь имитируются различные ситуации, начиная от размещения промышленных предприятий и транспортных сетей и заканчивая моделированием экстремальных ситуаций и путей их ликвидации.
В имитационных АОС используется комплексный подход в обучении. Программа не только обучает, но и одновременно проверяет полученные на текущий момент знания учащимся. Здесь важным фактором служит отклик учащегося на то или иное информационное воздействие. В зависимости от отклика, обучающая система может перестроить ход урока в том или ином направлении. В АОС данной структуры очень часто вводят игровые элементы. Как правило, такие АОС рассчитаны на учащихся младших возрастов, для которых игра является важным инструментом обучения. Здесь вопрос (информационное воздействие) ставится в виде игровой ситуации, на основании которой учащийся может находить верный или неверный выход (отклик). На основании принятого учащимся решения, АОС формирует следующий вариант игровой ситуацию.
Таким образом, является очевидным, что наиболее широкими возможностями с учетом современных требований к АОС обладают замкнутые обучающие системы, обеспечивающие максимальную "гибкость" в общении с пользователем.
При реализации любой из ранее рассмотренных структур АОС используются вполне определенные алгоритмические подходы, диктуемые методикой проведения учебного занятия. Обычно любая обучающая система представляет собой совокупность порций информации, называемой слайдами, которые в той или иной форме предъявляются ученику. Современная вычислительная техника обладает широкими функциональными возможностями и позволяет использовать в слайдах информацию, представленную в виде обычного текста, графического изображения, аудио и видео фрагментов. При этом в слайдах можно сосредоточить все средства представления информации, существующие в настоящее время для повышения эффективности учебного процесса. С другой стороны, использование звукового представления и видеозаписей ведет к удорожанию персонального компьютера, что не всегда является оправданным. В настоящее время, как наиболее оптимальный вариант в большинстве курсов программированного обучения, применяют текстовое и графическое представление информации.
При использовании линейных алгоритмов АОС учащемуся, согласно методики, последовательно предъявляются слайды, заложенные в АОС. В качестве достоинств линейного алгоритма АОС можно отметить простоту разработки такой системы, а в качестве недостатков - трудоемкость раскрытия некоторых тем и невозможность гарантированного закрепления полученных знаний. В АОС построенных с использованием нелинейных алгоритмов появляется возможность изменять последовательность предъявления слайдов в зависимости от того или иного отклика учащегося на информационное воздействие. Здесь важнейшую роль играют слайды, содержащие вопросы и требующие принятие решения учащимся. В таких слайдах, которые назовем слайдами выбора, используются следующие средства выбора направления обучения:
Гиперссылки - новый способ выбора последовательности предъявления слайдов, осуществляемый самим учеником. Применяется в курсах программированного обучения, созданных с использованием методов международной сети Internet. Определенная часть слайда ставится в соответствие другому слайду. При указании пользователем на эту гиперссылку обучающая программа открывает поставленный в соответствие этой гиперссылке слайд.
Нелинейные алгоритмы, в свою очередь, делятся на циклические, направленные и комбинированные.
Они предполагают повторный возврат к слайдам, отражающим темы, которые учащийся недостаточно усвоил.
Как показано если ученик принимает неверное решение задачи поставленной ему слайдом выбора, то АОС может повторно предъявить слайды, которые уже ранее были показаны, для повторного прохождения темы или ее закрепления.
Риc1. Циклический алгоритм
Рис2. Направленный алгоритм
Направленные алгоритмы (Рис 2) по-прежнему предполагают наличие слайдов выбора, однако в зависимости от принятого решения учащимся выбирается та или иная последовательность и возврата обратно не предполагается. В комбинированных алгоритмах используется оба принципа. По результатам решения принятого учащимся для ответа на вопрос слайда выбора, АОС изменяет последовательность предъявления слайда, однако на N-ом шаге возможен возврат к предыдущим слайдам
Таким образом, каждая из представленных структур позволяет предъявлять учебный материал, в соответствии с последовательностью, который обеспечивает приемлемое предъявление учебного материала в соответствии с требованием предметной области
Рассмотренные принципы классификации алгоритмического и структурного построения охватывают практически весь спектр существующих АОС, и позволяют автоматизировать процесс построения обучающих систем, путем разработки стандартных программных элементов, учитывая основные положения.
Современный персональный компьютер может находить применение в обучении практически всем обучающим дисциплинам. Возможности персонального компьютера в обучающей деятельности состоят в:
· Интерактивном (диалоговом) режиме работы;
· «Персональности» (небольшие размеры и доступная стоимость, которые позволяют обеспечить компьютерами учебный класс);
· Высоких графических и иллюстративных возможностей;
· Простоте управления;
· Легкость регистрации и хранения информации о процессе обучения учащегося;
· Возможность копирования и размножения обучающих программ.
При использовании персонального компьютера в качестве обучающего средства, его технические возможности:
· Активизируют учебный процесс;
· Индивидуализируют обучение;
· Смещают акценты от теоретических знаний к практическим;
· Повышают наглядность в предъявлении материала;
· Повышают интерес учеников к обучению.
Диалоговый характер работы компьютера и его персональность позволяет активизировать обучение. При традиционном классном обучении на уроке активно работает 20–30% учащихся. При обучении в компьютерном классе работа с компьютерной обучающей программой стимулирует учеников к деятельности и позволяет контролировать ее результаты.
При организации компьютерного обучения каждый ученик может выбирать подходящий для него темп обучения. Для более глубокого и тонкого учета индивидуальных особенностей учащихся разработаны компьютерные программы, с помощью которых ведется обучение – педагогические программные средства (ППС):
· Проведение начального теста дает возможность программе определить уровень обученности ученика, что позволяет соответственно этому уровню предлагать теоретический материал, вопросы и задачи, подсказки и помощь;
· Легкий (базовый) уровень позволяет обучить слабых учеников, изложить теоретические сведения максимально упрощено, представить легкие вопросы и задачи, помощь имеет вид прямой подсказки;
· Сложный уровень для обучения сильных учеников: теория излагается углубленно, предлагается решение творческих задач, которые требуют изобретательности и интуиции, помощь имеет вид наводящего на правильный путь сообщения.
Между легким и сложным уровнем обучающая программа может учитывать более тонкое деление подготовленности учащихся.
Компьютерные обучающие системы (КОС) – это специально разработанные программные модули, которые применяются в образовательном процессе и предназначены для управления познавательной деятельностью обучаемого, формирования и совершенствования его профессиональных знаний, умений и навыков.
Виды компьютерных обучающих систем.
Существуют следующие виды КОС:
1. Интерактивная обучающая система – это компьютерная программа, которая предназначена для обучения и проверки знаний обучаемого в диалоговом режиме с применением современных средств компьютерного дизайна и технологии мультимедиа. Интерактивная обучающая система может работать в нескольких режимах:
· Обучение – предоставляет учебно-теоретический материал, оснащенный рисунками, схемами и видеофрагментами. В конце каждого раздела размещаются контрольные вопросы.
· Экзамен – режим проверки усвоения полученного материала, формирование оценки; Помощь – сведения об обучающей системе;
· Лектор – формирование преподавателем демонстрационного блока из рисунков, фотографий, видеофрагментов, которые входят в обучающую систему;
· Статистика – вывод информации об успеваемости обучаемого при работе с обучающей системой.
2. Тренажер-имитатор – компьютерная обучающая программа, которая моделирует технологические ситуации при работе технологического оборудования и которые требуют управляющих воздействий персонала. Тренажеры-имитаторы также могут работать в нескольких режимах:
· Навыки работы – предназначен для обучения управлением имитируемым технологическим оборудованием. Сначала все действия выполняются Мастером, а затем предполагается их самостоятельное повторение.
· Обучение – происходит управление технологическим оборудованием с целью приведения технологических параметров к нужному значению.
· Экзамен – для выполнения тех же технологических задач, что и в режиме Обучение, но без помощи Мастера и с ограничением по времени.
· Помощь – сведения о работе с тренажером-имитатором.
Преимущества тренажеров-имитаторов:
· Максимально приближены к реальной обстановке при использовании графического 3D-моделирования технологических объектов и полномасштабного математического моделирования всех физико-химических процессов;
· Дают возможность задавать и корректировать управляющие действия, контролировать все параметры по показаниям приборов на экранах дисплеев на технологической установке в лаборатории;
· Предоставляют возможность выполнять учебно-тренировочную задачу с помощью Мастера, подсказывающего следующее действие.
Дата добавления: 2022-07-01; просмотров: 312; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!