WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 13 | 14 || 16 | 17 |   ...   | 22 |

где n - количество понятий,включенных в конкретную учебнуюединицу.

Пусть заданы двепроизвольно выбранные учебные единицыm1и m2. Из первой единицы выбрана вершинаxi, а из второй – ввершина xj. Существует операция(xi,xj), меняющая местами эти две вершины.Необходимым является условие, чтобы новаяопределенная разница w быламеньше или равна предыдущей, а достаточнымусловием - чтобы общая сумма весовдинамических коэффициентов, подсчитаннаяпо формуле (3) или (7), была меньшее или непревышало допустимо ухудшение результатав соответствии с предварительноопределенными границами.

При такой постановкесуществуют алгоритмы, основывающиеся напоследовательно сформированных учебных единицах соптимизированными по плотности или суммединамическими весами ребер, или т. н.„параллельные” алгоритмы, базирующиеся напервоначальном произволном решении ипоследующих процедурах оптимизации.

В конкретной реализацииразработаны модификации алгоритмов,зависящие от критериев для сумм в прямом,обратном или в обоих направлениях, с илибез учета интердисциплинарных связей, сили без коефициентов A и B, определяющих различие между ребрамив обоих направлениях.

В процесседистанционного обучения постояннопроизводится оценка или, соответственно,самооценка полученных знаний и умений.Анализ полученных результатов выявляетмножество понятий, которые по той или инойпричине не усвоены. С методической точкизрения необходимо, чтобы эти понятия былиотделены в качестве самостоятельнойучебной единицы и, соответственно,упорядочены по оси времени в целяхдополнительного изучения. Даннуюпостановку можно рассматривать вследующих аспектах:

  • Самостоятельно инезависимо от остальных понятий. В этомслучае используются формулы (1), (2) и (3) взависимости от выбранного критерия дляребер в прямом и обратномнаправлении.
  • С учетомпричинно-следственных связей с понятиями врамках той же дисциплины по аналогии сформулами (4), (5) и (6), при этом усвоенныепонятия принимаются в качествепредыдущих.
  • С учетом всехвнутренних и интердисциплинарныхсвязей.

Реализация

На основании изложенныхпостановок, предложенной формализации изаявленных алгоритмических решенийразработана и реализована программнаясистема [7,8] для проектирования, анализа иструктурирования курсов дистанционногообучения, представленных на базе основныхпонятий. Структура системы показана нарис.1.

Созданная программнаясистема имеет следующие режимыработы:

1. Режим симуляции.

Целью данного режимаявляется генерирование системы понятий,причинно-следственных связей, весов вершини статических весов ребер с помощьюгенераторов случайных чисел. Данный режимпозволяет исследовать возможностиполучения различных проектных решенийпосредством целенаправленного и/илирегламентированного активированияотдельных подсистем, их комбинирования впроизвольной последовательности и,соответственно, получать статистическиеданные по отдельным вариантам.

Рис. 1. Обобщеннаяструктура программной системы

2. Режим проектированиякурсов дистанционного обучения.

Режим включает вводучебного материала, определение базовыхпонятий, экспертную оценку их трудности,установление причинно-следственных связеймежду ними, определение их статическихкоэффициентов. С помощью предоставленныхпрограммных средств обучающий можетупорядочить понятия по оси времени,провести исследование результатов повыбранным критериям, ввести и оценитьинтердисциплинарные связи, зановоупорядочить понятия с учетом стартового ифинального пакета понятий, произвестипоследовательное и/или „параллельное”группирование понятий в зависимости отвыбранного подхода.

3. Режим проектированиядополнительного обучения. Для работы вэтом режиме необходима предварительнаяинформация о материале, неусвоенномконкретным обучаемым и полученная спомощью известных методов проверки знаний.Программная система предоставляетвозможность расположить неусвоенныепонятия по оси времени как самостоятельнуюгруппу с учетом или без учета связей состальными понятиями учебной единицы или состальными дисциплинами.

Полученнаяпоследовательность неусвоенных понятийпредоставляется обучаемому длядополнительного изучения -самостоятельного или под руководствомобучающего.

В технологическомотношении программная система позволяетввод необходимых данных (симуляционных илиреальных), их хранение в базе данных,архивацию полученных проектных решений,статистическую обработку данных ивключает функции визуализации текстовой играфической информации.

Разработаннаяпрограммная система может использоватьсясамостоятельно или в составе другихпрограммных платформ для проектирования,разработки и исследования курсовдистанционного обучение, базирующегося насистеме понятий.

Литература

1. Learning Technology Standards Committee,Draft Standard for Learning Object Metadata. IEEE Standard 1484.12.1, New York:Institute of Electrical and Electronics Engineers

2. Кристофидес Н. Теорияграфов. Алгоритмический подход. М.: Мир,1978

3. Tomas H. Cormen, Charles E. Leiserson,Ronald L. Rivest, Clifford Stein. Introduction to Algorithms. The MIT Press,Cambridge, Massachusetts, 2001

4. Елена Рачева, МиткоМитев, Елеонора Калчева, Генетиченалгоритъм за структуриране на учебнотосъдържание за целите на дистанционнообучение, Списание „Компютърни науки итехнологии”, бр. 1/2008 г., ТУ-Варна (наболгарском языке)

5. Митко Митев, ЕленаРачева Разработка на алгоритъм и програмаза структуриране на учебен материал,Списание „Компютърни науки и технологии”,бр. 2/2008 г., ТУ-Варна (на болгарскомязыке)

6. Mitko Mitev, Elena Racheva, GinkaMarinova, Algorithm for Defining of Initial Package of Notions for Purpose ofE-Learning, Int. Conference CompSysTech’09, Ruse, Bulgaria, June’ 2009

7. Проект №483Разработване на учебен курс подисциплината „Синтез и анализ наалгоритми” за целите на дистанционнообучение с изследване на начините запредставяне на учебния материал исъздаване на специализирана база от даннис текстова и графична информация”,ТУ-Варна, 2008

8. Проект НП №25,Теоретична разработка и реализация напрограмна платформа за компютърнопроектиране и изследване на курсове задистанционно обучение, ТУ-Варна, 2009

LEARNING ACTIVITY CONTROL INFLUENCES IN COMPUTER TRAININGSYSTEMS

Pustovalov Leonid, Dyachuk Piter, LarikovEugene

Krasnoyarsk State Pedagogical University,Russia

The task solving learning activitymanagerial systems are considered. Institutional, informational andmotivational types of management used in dynamic training system. Conditionsfor functioning of training system control centre are listed.

УПРАВЛЯЮЩИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯНА УЧЕБНУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В КОМПЬЮТЕРНЫХТРЕНАЖЕРНЫХ СИСТЕМАХ

Пустовалов Леонид,Дьячук Петр, Лариков Евгений

Красноярскийгосударственный педагогическийуниверситет им. В.П. Астафьева,Россия

В данной статьерассматриваются системы управленияучебной деятельностью обучающегосярешению задач. Рассмотреныинституциональное, информационное имотивационное управления учебнойдеятельностью в динамических обучающихсистемах, условия необходимые дляфункционирования управляющего центраобучающей системы.

Рассмотрим системыуправления учебной деятельностьюобучающегося решению задач или процессомадаптации обучающегося к проблемной среде.Проблемная среда определяется, каксовокупность условий, выполнение которыхнеобходимо для поиска решения задачобучающимся. Адаптация обучающегосяреализуется в процессе деятельности поуправлению объектами проблемной средыпри достижении целевого состояния задачи.Управляющие воздействия компьютернойсистемы управления должны содействоватьобучающемуся в поиске решения задач иобеспечить ему успех в научении.Тактической целью управляющейдеятельности компьютерной обучающейсистемы является решение очередной задачи.Стратегическая цель управления учебнойдеятельностью состоит в развитииструктуры системы действий обучающегосяпозволяющей безошибочно решатьзадачи.

Большинствосуществующих подходов к управлениюпроцессом обучения основано на такназываемом «управлении обучением сучителем». Под управлением понимаетсяпроцесс организации такогоцеленаправленного воздействия на объект, врезультате которого этот объектпереводится в требуемое (целевое)состояние [1]. Объектом управления будемназывать ту часть окружающего нас мира,состояние которой нас интересует и накоторую можно целенаправленновоздействовать — управлять. Состояние объектазадается структурой системы действий.Поэтому система управления учебнойдеятельностью должна целенаправленновоздействовать на структуру системыдействий или поведение объекта принаучении решению задач. Можно выделить дваосновных условия, которым должныудовлетворять компьютерные системыуправления учебной деятельностью.Во-первых, управляющие воздействия должныбыть направлены на формирование поведенияобучающегося, позволяющего получатьрешение текущей задачи. Во-вторых,взаимодействие обучающегося (объекта) исистемы управления должно носить характервзаимосодействия в достижении полезного результата.Полезный результат или стратегическаяцель совместной деятельности системыуправления и объекта состоит в научениибезошибочного решения задач.

Субъектом управления вданном случае выступает учитель илизаменяющая его машина. Учитель задаётмножество целей (набор требований,предъявляемых субъектом к состояниюобъекта), которые необходимо достигнутьученику в процессе выполнения некоторыхзадач. Ученик при этом является сложным,неопределённым объектом. Учительсовершает управляющие воздействия наученика, корректирующие его действия длядостижения им (учителем) поставленныхцелей.

В большинствесовременных систем управления процессомобучения решается задача активнойадаптации обучающей системы к обучаемому.Это означает, что обучающая системасамостоятельно должна распознатьпараметры обучаемого в рамкахопределённой, выбранной ею моделиобучаемого [1]. При этом делается допущение,что у объекта управления нет своихсобственных мотивов и целей, объектполностью принимает цели сообщённые емусубъектом управления. Обучающая системапри этом вынуждена перебирать возможныемодели, пока не найдётся наиболееподходящая данному объекту управлениярабочая модель. Даже в случае с однимнеопределённым объектом, задачиструктурной и параметрической адаптациинеобычайно сложны. А если речь заходит омножестве неопределённых объектов,например, группе студентов, то в этомслучае сложность процесса управленияадаптацией обучаемых возрастаетмногократно, приводя к чрезмерным затратамвремени и ресурсов системы управления, чтов итоге делает саму возможностьэффективного процесса адаптациималовероятной.

Основным недостаткомтакого подхода является то, что в нём неучитывается тот факт, что ученик являетсяне объектом, а субъектом управления ипроцесса обучения, следовательно,невозможно построить хоть какую-либоблизкую к реальности модель или структуруобучаемого. Обучаемый при этом являетсобой типичный «чёрный ящик», т.е. нетникакой информации о внутренней структуреученика.

Решение проблем илизадач должно предполагать, что обучающиесяне просто усваивают учебную информацию, азатем применяют полученные знания. Процесспознавательной деятель-ности обучающихся,в основном состоит в генерированииинфор-мации, которая добывается имисамостоятельно, опытным путем. Посколькусамообучающаяся (саморазвивающаяся)система являет-ся, по сути, биологическойсистемой, то формирование цели обуче-нияпроисходит с опережением реализации ееобучающимся, на ос-нове потребностей,внешних факторов и памяти. Реализация целиобучения является полезным результатомсистемы обучения. Пот-ребность в полученииполезного результата и цель полученияэтого результата возникают внутри системы,и реализуется в поведении обучаемого, т.е. вдействиях направленных на решениепроблем.

Управляющий центр или«внедренный» агент вырабатываетуправляющие воздействия с учетом того, чтообучаемый является субъектом. Они должнысодействовать обучающемуся в решениизадач по управлению объектами проблемнойсреды. Управления передаются черездатчики, которые входят в спецификациюпроблемной среды. Их цель содействоватьтакому поведению обучающегося, котороенеобходимо для его активной адаптации визменяющихся проблемных средах..

Проблемная средаорганизована таким образом, чтобыобу-чающийся получал с одной стороныдостаточно много разнооб-разных сигналовна производимые действия, с другой сторонысреда должна иметь такой характер, которыйбы позволял обучаю-щемуся самостоятельногенерировать информацию необходимую дляреализации всех этапов управления сложнымобъектом.

Управлениедеятельностью обучающегося включает всебя три вида управлений:институциональное, мотивационное иинформационное [2]. Информационноеуправление заключается в том, чтообучающемуся постоянно сообщаетсяинформация о его текущем положенииотносительно цели задания. Таким образомобучающийся всегда знает в правильном линаправлении он движется, совершает лиошибки.

Институциональноеуправление является целенаправленнымвоздействием на ограничения и нормыдеятельности участника динамическойсистемы (обучающегося). Сущность механизмаинституционального управлениязаключается в том, что обучающая системаведёт постоянный контроль над поступающейобучающемуся информацией и его действиями,мгновенно вмешиваясь и корректируя(компенсируя) его ошибочные действия. Еслиобучающийся совершает ошибку, обучающаясистема включает механизмыпринудительного возврата обучающегося впервоначальное состояние. Системапозволяет двигаться в правильномнаправлении и запрещает отклонятьсяобучающемуся в сторону от «правильногопути».

Для отслеживания ходавыполнения заданий обучающимся, введёмпонятие целевой функции. Целевая функция, вданном случае, это математическоевыражение некоторого критерия качестваодного ученика в сравнением с другим.Введение целевой функции необходимо из-заневозможности построения какой-либоструктурной модели обучающегося.

Введение в динамическуюсреду «уровней успешности обучающегося»позволяет задействовать механизмымотивационного управления процессомобучения. Текущий уровень состоянияученика непосредственно связан с текущимзначении целевой функции. Перемещение поуровням наглядно показывает обучающемусяего стратегический прогресс в ходевыполнения заданий. Стратегической целью вданном случае является успешное решениевсего комплекса задач, тогда как локальнойцелью является успешное выполнение одного,конкретного задания. Таким образом,система управления мотивируетобучающегося на достижение стратегическойцели обучения.

Pages:     | 1 |   ...   | 13 | 14 || 16 | 17 |   ...   | 22 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»