Режим обучения с возможностью установки определенного уровня обученности

Данный режим обучения предполагает установку определенного уровня обученности (уровня знания), который необходимо достигнуть в процессе работы с системой.

Обучающийся режим

Работая с обучающей системой, в основе которой заложен обучающийся режим, не только пользователь приобретает новые знания в процессе работы с системой, но и программа обучается вместе с ним. Отслеживая начальный уровень знаний ученика, этапы достижения результатов, количество посещений, качество и чистоту знаний, реакцию пользователя на выполнения заданий, глубину вопросов, а также другие характеристики, электронный учебно-методический комплекс пополняет базу своих знаний, что в дальнейшем сказывается на его «сознании» (отношения к ученику, к группе учеников, принятию решений и др.). Основываясь на этих знаниях, формируется контент системы для контретного пользователя.

Интеллектуальный режим

В основе системы, работающей в интеллектуальном режиме, заложены элементы искусственного интеллекта. В процессе работы пользователя с ОС, формируются не только наполнение и содержание, но и его семантика и алгоритм работы являются индивидуальными для конкретного пользователя, т.е. система принимает решение наилучшего алгоритма своей работы с учетом особенностей обучаемого.

 

 

Оформление отчета

В отчет необходимо включить:

· Титульный лист;

· Содержание;

· Введение;

· Задание на выполнение лаб. работы;

· Описание предметной области

· Скрин-шоты

· Пошаговое описание хода разработки программы;

· Заключение;

· Список литературы;

· Листинг программы

4. Контрольные вопросы

4.1 Что такое информационная система?

4.2 Режимы работы обучающих систем?

4.3 Виды демо-режимов работы программы?

4.4 Как работает демо-режим программы?

4.5 Технологии программирования в информационно-обучающей системе?

4.6 Способы повышения качества информационных систем?

Приложение А

Пример описания обучающей системы

«Языки программирования Borland: Pascal & Delphi»

 

При запуске программы появляется форма Входа в систему, позволяющая выбрать из списка пользователя системой в соответствии с рисунком 9. Для загрузки обучающей системы необходимо ввести пароль присущий для конкретного пользователя.

 

Рисунок 9 – Окно «Вход в систему»

 

Кнопка «Вход» позволяет войти в систему, при условии, если пароль верный.

Кнопка «Регистрация» позволяет открыть регистрационную форму для создания нового пользователя в соответствии с рисунком 9.

Кнопка «Войти как гость» - ограниченный режим входа в систему, не позволяющий автоматически сохранять промежуточные результаты обучаемого и корректировать его уровень знаний.

Кнопка «Удалить» позволяет удалить пользователя системой при условии, если введен пароль.

Кнопка «Администрирование» открывает пароли на каждого пользователя, что позволяет войти в систему в случае, если забыли пароль.

Пункт «Аналитика» открывает аналитическую часть: начальный и полученный уровень знаний, график освоения практических навыков и контрольную диаграмму освоения знаниями. Начальный уровень знаний – это сумма (в процентном соотношении) уровня знаний по Borland: Pascal & Delphi. В случае затруднения пользователем оценки своего начального уровня знаний в момент регистрации, можно воспользоваться входным тестированием, которое автоматически определит текущий уровень знаний.

 

Рисунок 10 – Регистрационная форма

 

График освоения практических навыков показывает зависимость процента освоения от количества входов в систему и попыток освоить материал. На графике прослеживаются количественные показатели освоения и показатели качества в соответствии с рисунком 10.

Контрольная диаграмма освоения знаний демонстрирует зависимость качества освоения материала от конкретной темы учебника. Количественные показатели качества формируются после прохождения контрольного тестирования по всем темам учебника, с учетом освоения практических навыков и начального уровня знаний. На графике четко прослеживается общий уровень знаний по конкретной теме. Система анализирует разницу приобретенных и начальных знаний.

На значение общего уровня знаний влияет не степень максимальной обученности, а разница начальных и приобретенных знаний в процессе работы с системой.

 

Главная форма системы

Главная форма обучающей системы раскрывается во весь экран. Дизайн программы выполнен в классическом стиле с элементами стиля Hi-Tehc. Загрузка формы начинается с появления анимационной заставки, созданной средствами технологии Shockwave в программе Macromedia Flash Studio 2007.

В левой части экрана расположено основное динамическое меню-навигации, служащее путеводителем по основным разделам системы.

Снизу представлено статическое меню-навигации для управления системой и дополнительная информация.

Динамическое меню-навигации состоит из теоретического, практического, тренирующего и контролирующего разделов системы по двум направлениям: Pascal и Delphi. В теоретическую часть в соответствии с рисунком 11, добавлены разделы: «Программирование» и «Алгоритмы», являющиеся расширением знаний по технологии программирования.

Рисунок 11 – Теоретическая часть раздела «О программировании»

 

В практическом модуле задачи разделены по уровням сложности: простые (уровень А), средние (уровень В), трудные (уровень С) и олимпиадные (уровень Z).

В системе предлагается разобрать 110 задач, разделенных на темы и уровни сложности. Обучаемый сам может сформировать свой собственный путь обучения.

При открытии задачи автоматически формируется постановка задачи и листинг. Кнопка данной задачи погаснет. Это говорит о том, что данная задача уже была сформирована и открыта. При завершении работы системы, программа автоматически «запоминает» открытые задачи и в последующем указывает на это.

По каждой задаче можно посмотреть подробное описание примера, листинг и готовое скомпилированное приложение.

В тренажере по Pascal в соответствии с рисунком 12, предлагается 25 задач с пропущенным в двух местах программным кодом в листинге, который необходимо вставить. Система оценивает не только полную правильность ответа, но и в случае неправильности подсчитывает процент правильности ответа, сохраняет в список и учитывает на графике уровня знаний.

 

Рисунок 12 – Практическая часть. Примеры задач уровня А

 

Рисунок 13 – Примеры олимпиадных задач

 

В тренажере предусмотрены подсказки на каждую задачу. В случае правильного ответа, но с использованием подсказки – на 1 балл меньше, чем в случае, если бы подсказкой не воспользовались в соответствии с рисунками 14, 15.

 

Рисунок 14 – Практическая часть. Тренажер

 

 

Рисунок 15 – Появление подсказки

 

Контролирующая часть реализована в виде тестов в соответствии с рисунками 16 и 17. Варианты вопросов и ответов хранятся в базе данных и появляются в случайной последовательности и в случайном порядке. Тест организован таким образом, что если обучаемый неправильно ответит на вопрос, то система автоматически предложит перейти в теоретическую часть соответствующей темы вопроса.

Управление процессом обучения в данной системе основано на многокритериальной модели принятия решений, разработанной в третьей главе.

Система тестирования не дает возможности загрузить следующий вопрос до тех пор, пока не будет правильного ответа на предыдущий вопрос.

 

Рисунок 16 – Контрольное тестирование

 

 

Рисунок 17 – Обучающее тестирование

 

Листинг подсистемы диагостики Информационно-обучающая система «Языки программирования Borland: Pascal & Delphi» приведен в приложении Б.

Информационно-обучающая система «Языки программирования Borland: Pascal & Delphi» - это человеко-машинный комплекс, реализующих сценарии учебной деятельности, и определенным образом подготовленных знаний (структурированной информации и системы упражнений для ее осмысления и закрепления), работающий в диалоговом режиме и предназначенный для управления обучающей деятельностью, целью которой является овладение знаний, умений и навыков.

Пример описания электронного учебно-методический комплекс по физике «Механика. Молекулярная физика и термодинамика»

Совместно с кафедрой общей и теоретической физики КазНТУ создан электронный учебно-методический комплекс (ЭУМК) по физике для студентов ВУЗа. В состав комплекса входит информационно-обучающая система.

Обучающая система состоит из двух частей – механики, молекулярной физики и термодинамики. Каждая часть разбита на 5 разделов, названия которых вынесены на рабочую панель и все время находятся в поле зрения, формируя цельное представление о предмете изучения.

Содержание системы иерархически структурировано. Верхний уровень отражает основные понятия и утверждения. Последующие уровни детализируют и углубляют содержание материала. Гипертекстовое представление информации и система навигации дают возможность оптимально перемещаться по разделам учебника, по уровням учебного материала и быстро получать необходимые сведения.

Иллюстрационный материал представлен наглядно и динамично в виде анимационно-мультипликационных проектов и интерактивно-мультимедийных приложений.

Интерактивный тестирующий комплекс, встроенный в ЭУМК, является не только контролирующим, но и обучающим. Он позволяет оценить уровень усвоения материала (в процентах и баллах) и, путем «работы над ошибками», получить правильные ответы на предлагаемые вопросы.

Задачи также представлены в «диалоговом» режиме. Если введенный ответ на задачу не верен, то предлагается подсказка в виде рабочей формулы. После повторного введения неправильного ответа раскрывается полное решение задачи.

Система особенно актуальна в период перехода к кредитной технологии обучения в нашей Республике.

Для работы с электронным учебно-методическим комплексом (ЭУМК) требуется некоторая компьютерная грамотность студентов и техническое оснащение рабочего места – наличие персонального компьютера со специальным программным обеспечением: Window 9X, 2000, XP; Microsoft Office 9X, 2000, XP. Разрешение экрана должно быть не менее 800Х600 пикселей (рекомендуемое разрешение – 1024Х768). Компьютер должен быть оборудован CD-ROM, наушниками или колонками.

Основную часть рабочего поля ЭУМК занимает область вывода информации – текста, графики, анимаций. Слева от нее и вверху справа расположены динамическое и статическое меню навигации, в левом верхнем углу находится кнопка выхода из учебника в соответствии с рисунком 18.

 

Рисунок 18 – Общий вид главного окна

 

Динамическое меню позволяет сначала выбрать интересующий раздел физики (механику или молекулярную физику и термодинамику), а затем перемещаться по его уровням и подуровням. Важно, что программа учебника запоминает каждый шаг Вашего передвижения. При нажатии на кнопку «Назад», расположенную слева над текстовым полем, она последовательно возвращает Вас предыдущие позиции.

 

Рисунок 19 – Разделы физики

 

Чтобы включить анимацию в тексте следует нажать на соответствующий рисунок. Тогда статическое изображение станет динамическим, сопровождаемым синхронным звуковым комментарием. Появившаяся кнопка «анимация» позволит повторно просмотреть ее. Чтобы вернуться к тексту, достаточно нажать на кнопку «назад». Список всех анимаций системы находится в соответствующей кнопке статического меню навигации. Гиперссылка анимации позволяет вызывать ее, не входя в текст учебника.

 

Рисунок 19 – Вид окна загрузки первого вопроса тестирования

 

 

Рисунок 20 – Окно выполнения работы над ошибками

 

Задачи, представленные в «диалоговом» режиме, находятся в соответствующей кнопке статического меню навигации. После введения неправильного ответа на задачу, раскрывается подсказка в виде формулы. Если вновь ответ введен неправильно, то раскрывается полное решение задачи в соответствии с рисунками 21 и 22.

Рисунок 21 – Вид окна условия задачи

 

Рисунок 22 – Окно решения задачи

 

Пользуясь кнопками статического меню, можно раскрыть содержание ЭУМК, в котором вся информация разбита на уровни и подуровни; справочник с физическими постоянными; калькулятор, список литературы, сведения об авторе и помощь.

Преимущество таких систем очевидно. В век развития информационных технологий особенно актуально применение их в дистанционном образовании.

 

Список рекомендуемой литературы

1 Сербин В.В., Сулеев Д.К., Ускенбаева Р.К. Стратегия формирования контента информационно-обучающей системы на основе многокритериальной модели оценки. // Вестник КазАТК. - 2008. - №1. - С.288-292.

2 Сербин В.В. Разработка многокритериальной модели оценки знания обучаемого. // Журнал «Поиск». - 2008. - №2. - С.120-126.

3 Сербин В.В. Алгоритмы управления процессом обучения в электронном учебно-методическом комплексе. // Вестник КазНТУ. - 2008. - №3. - С.164-170.

4 Сербин В.В., Сулеев Д.К. Разработка моделей оценки уровня знания обучаемого // Вестник КазНТУ. - 2008. - №3. - С.37-41.

5 Сербин В.В., Ускенбаева Р.К. Принятие решений организации процесса обучения в информационно-обучающей системе. // Труды международной научно-практической конференции «Информационно-инновационные технологии: интеграция науки, образования и бизнеса». – Алматы, 2008. - С.203-208.

6 Сербин В.В. Разработка моделей и алгоритмов управления знаниями в информационно-обучающей системе. // International Kazak-Kyrgyz electronics and computer conference. - Алматы, 2007. - С.79-83.

7 Сербин В.В., Мукажанов В.Н., Берикулы А.Б. Many-criteria model of Rating knowledge of students in an electronic educational resource. // International conference on «IT Promotion in Asia 2008». - Tashkent, 2008. - С.101-103.

8 Сербин В.В. Моделирование процесса обучения в электронных учебно-образовательных ресурсах. // Труды областной научно-практической конференции «Школьная информатика: вчера, сегодня, завтра». - Алматы, 2008. - С.18-22.

9 Сербин В.В. Обучающая электронно-информационная система в дополнительном образовании. // Учебно-методический журнал «Внешкольник Казахстана». - 2007. - №1. - С.40-43.

10 Сербин В. В. Технология и методология создания информационно-обучающей системы. // Материалы Международной научно-практической конференции «Школьная информатика: опыт, проблема и перспективы». - Алматы, 2007. - С.160-165.

11 Сербин В.В. Реализация адаптивных систем объективной оценки знаний с элементами искусственного интеллекта. // Материалы IV Международного Форума «Информатизация образования Казахстана и стран СНГ». - Алматы, 2006. - С.182-188.

12 Сербин В.В. Элементы искусственного интеллекта в обучающих системах проверки знаний. // Журнал «Открытая школа». - 2006. - №4. - С.21-26.

13 Сербин В.В. Realization of adaptive systems of objective evaluation of students’ knowledge with machine intelligence elements. // Труды VI Межвузовской научно-практической конференции «Казахстан в условиях глобализации». - Алматы, 2006. - C.76-78.

14 Сербин В.В. Реализация элементов искусственного интеллекта в электронных учебно-методических комплексах (на примере обучающих систем оценки знаний. // Труды III Международной научно-методической конференции «Математическое моделирование и информационные технологии в образовании и науки». - Алматы, 2005. - С.202-207.

15 Сербин В.В., Шотан Ж.Ж., Садгалин М.Е., Афанасьев Г.А., Лемешко А.А. Программа экзаменационного тестирования. // Труды научно-практической конференции «Проблемы развития энергетики и телекоммуникаций в свете стратегии индустриально-инновационного развития Казахстана». – Алматы, 2005. - С.147.

16 Технология, методология создания и разработка информационно-обучающих систем: Монография. – Алматы: АИЭС, 2010. – 198с.