Учебная работа. Реферат: Автоматизированные обучающие системы 2

Кафедра информационно-

вычислительных систем

Реферат на тему:

«Автоматические обучающие системы»

Выполнила: ст-ка гр. ЛСДм-51

Никешина Е.А.

Проверила: к.т.н. Кубашева Е.С.

Йошкар-Ола

2010

Содержание

Введение 3

Автоматические обучающие системы и их задачки и систематизация 4

АОС без оборотной связи 6

АОС с оборотной связью 10

Перечень литературы 16

Введение

В истинное время в процесс обучения интенсивно внедряются программные технологии на базе индивидуальных ЭВМ , используемые для передачи ученику учебного материала и контроля степени его усвоения. При всем этом на рынке программного продукта за крайнее десятилетие возникло довольно огромное количество обучающих систем, в том числе и автоматических (АОС), которые обхватывают разные предметные области, и призваны решать задачки обучения на разных шагах жизни человека — от исходных классов средней школы до процесса обучения в высших учебных заведениях. совместно с тем, большая часть программ носит личных нрав, отражающий умственный уровень познаний создателей в области программирования, и написаны в согласовании с взорами разрабов на компьютерную технологию обучения. Это приводит к тому, что ряд программ имеют очень ограниченные многофункциональные способности и не разрешают полностью усвоить обучаемым преподносимый материал, а в неких вариантах совершенно дискредитируют саму идею АОС на базе индивидуальных ЭВМ .

Автоматические обучающие системы, их задачки и систематизация

Автоматические 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 автоматических обучающих систем могут решаться последующие задачки:

· задачки, связанные с регистрацией и статистическим анализом характеристик усвоения учебного материала: определение времени решения задач, определение общего числа ошибок и т.д. К данной для нас же группе относятся и задачки управления учебной Деятельностью;

· задачки, связанные с проверкой уровня познаний, умений и способностей учащихся до и опосля обучения, их личных возможностей и мотиваций;

· задачки АОС, связанные с подготовкой и предъявлением учебного материала, адаптацией материала по уровням трудности, подготовкой динамических иллюстраций, контрольных заданий, лабораторных работ, самостоятельных работ учащихся;

· задачки администрирования системы, доставки учебного материала на рабочие станции и задачки оборотной связи с обучаемым.

Понятно, что неважно какая программка представляет собой набор алгоритмов (компонент), которые взаимодействия меж собой решают поставленную задачку. При всем этом программка будет являться программной системой [8], если она представляет собой совокупа взаимосвязанных компонент, любой из которых делает полностью определенные функции. В общем случае неважно какая обучающая программка может считаться программной системой, потому что в ней непременно находится компонента интерфейса юзера, и компонента, реализующая предлагаемую методику. Автоматической обучающей системой будет являться неважно какая АОС, потому что согласно, ряд задач, к примеру отображение инфы либо анализ правильного ответа, производятся без роли человека. Любая АОС имеет определенную структуру на базе группы частей с указанием связей меж ними и дающее

рис 1. систематизация структурного построения АОС

По структурным признакам взаимодействия обучающей системы с юзером АОС разделяются на два базисных класса (рис.1): разомкнутые (без оборотной связи) и замкнутые (с оборотной связью) системы, которые различаются принципным подходом к процессу обучения.

АОС без оборотной связи

В разомкнутых АОС не учитываются отклики учащихся на поставленные вопросцы и не корректируется последовательность предъявления учебного материала в функции степени усвоения учащимся изучаемой темы. тут только производится определенная заблаговременно данная программным методом последовательность изложения урока либо контрольных вопросцев. При всем этом более ординарными из числа разомкнутых АОС являются системы с презентационной структурой, представляющей собой последовательное включение звеньев «АОС» и «Учащийся» (рис 2)

Рис 2. Структурная схема презентационной системы обучения

В АОС данного типа находится лишь ровная информационная связь меж системой и учащимся, которому поочередно предоставляется зрительная информация с монитора ЭВМ . При всем этом обучаемый находится в режиме пассивного наблюдающего, от которого не требуется ни каких откликов по взаимодействию с АОС. Примером презентационной АОС может служить обучающая программка по курсу Visual Basic, разработанная создателем, представляющая набор слайдов с демо примерами.

В тестирующих АОС без оборотной связи (рис.3) главный упор делается на выявление уровня познаний учащихся в определенный период учебного процесса. Используя различную методику, такие системы предъявляют обучаемому открытый либо закрытый вариант вопросца (вопросец с вариациями выбора ответа). От учащегося ожидается отклик в виде ответа (управляющего действия) на поставленный вопросец. Ответ фиксируется в блоке фиксатора ошибок. По результатам опроса выставляется определенный балл, который служит аспектом для результирующей оценки по степени усвоения учащимся требуемого учебного материала.

Рис 3. Структурная схема тестирующей системы обучения

Примером разомкнутой тестирующей АОС является программная система компании Drake Prometric, которая ориентированна на обычное предъявление вопросцев, для выявления познаний претендентов на тот либо другой сертификат той либо другой компании.

Более широкими многофункциональными способностями и высочайшей эффективностью в учебном процессе владеют АОС, где организована оборотная связь меж учащимся и обучающей системой.

Разглядим обобщенный принцип функционирования системы «АОС-учащийся». Процесс взаимодействия учащегося с АОС быть может представлен в виде системы с наружной оборотной связью, где АОС ориентирована на увеличение уровня познаний юзера, и тем уменьшение количество ошибок им совершаемых (рис.1.6 .6). Звеном прямого канала регулирования тут выступает АОС, объектом регулирования — «Учащийся». Генерация действий на учащегося со стороны АОС строится в согласовании со познаниями учащегося на базе скопленного им ранее опыта и входным заданием, также зависимо от принятых в программном обеспечении критериев достоверности оценки познаний обучаемого. Зависимо от нрава действия со стороны АОС учащийся воспринимает определенное, достоверное с его точки зрения, решение, доказывающее, по его воззрению, факт усвоения им поданного материала, и генерирует его на вход ЭВМ .

Если пренебречь дискретностью, тривиальной для системы «АОС-учащийся», и разглядывать ее в виде некой линейной системы (рис.4 а), то реакция учащегося на действия со стороны АОС можно разглядывать в виде некой функции уровня количества ошибок зависимо от предъявляемого задания. Задание, тут совокупа задач, которые должен решить юзер. Вид данной для нас функции зависит от личных параметров обучаемого и программного обеспечения. 1-ый вариант (кривая 1, рис 4 б) свидетельствует о полной несовместимости АОС и обучаемого, потому что решения, принимаемые учеником в процессе взаимодействия с АОС, носят нрав все наиболее грубых с каждым новеньким заданием ошибок. Это быть может предпосылкой как полной неготовности ученика к усвоению предлагаемого материала, так и результатом методических ошибок, заложенных в программное обеспечение АОС. Крайний фактор выявляется довольно просто в случае массового нрава подобного явления, методически проявляющего себя в группе учащихся. 2-ой вариант (кривая 2, рис 4 б) свидетельствует в пользу неспособности учащегося оперативно использовать ранее приобретенные познания. Разумеется, что в хоть какой АОС сначала нужно задать очень допустимое время на принятие учащимся решения на предоставляемый ему вопросец. Обычно, для квалифицированного педагога с довольно огромным опытом учебно-методической работы данное событие не вызывает особенных затруднений.

Самым сложным действием в рассматриваемой модели является выявление аспекта степени достоверности усвоения учащимся приобретенной инфы и исключения фактора случайности, когда АОС делает неверный вывод о правильном усвоении учащимся предложенного материала. Поступившая от АОС информация, рассматривается учащимся в совокупы с имеющимися в его памяти данными методом их обновления, сравнения, обоюдного дополнения и корректировки. На основании этого процесса ученик приходит к принятию соответственного решения, анализируя которое АОС обязана подтвердить либо опровергнуть факт усвоения учеником текущей и прошлых порций учебного материала.

Рис 4. Обобщенная структурная схема замкнутой системы «АОС — учащийся» (а) и высококачественный вид процесса усвоения учебного материала (б)

Функции решений (откликов) ученика в АОС обычно делают ответы на вопросец и/либо выбор той либо другой ссылки для получения учащимся доборной развернутой инфы о изучаемом предмете. Как итог деяния АОС предъявляет новейшую порцию инфы, опосля чего же весь цикл повторяется.

АОС с оборотной связью

Очень всераспространенным типом АОС посреди замкнутых систем являются имитационные автоматические обучающие системы. Тут функции ведущего «элемента» делает фактор моделирования настоящей ситуации в той либо другой сфере предметной области. Элемент оборотной связью в виде реакции ученика на предъявляемый АОС учебный материал является основой непрерывного взаимодействия системы «АОС-обучаемый», потому что то либо другое действие на систему со стороны юзера ведет сходу к ответной реакции со стороны обучающей системы. Примером схожих АОС могут служить различные игровые тренажеры, имитаторы и т.п. А именно, имитационная программка компании Maxis дозволяет имитировать развитие и управление городом. тут имитируются разные ситуации, начиная от размещения промышленных компаний и транспортных сетей и заканчивая моделированием экстремальных ситуаций и путей их ликвидации.

В имитационных АОС употребляется полный подход в обучении. программка не только лишь учит, да и сразу инспектирует приобретенные на текущий момент познания учащимся. Тут принципиальным фактором служит отклик учащегося на то либо другое информационное действие. Зависимо от отклика, обучающая система может перестроить ход урока в том либо ином направлении. В АОС данной структуры весьма нередко вводят игровые элементы. Как правило, такие АОС рассчитаны на учащихся младших возрастов, для которых игра является принципиальным инвентарем обучения. Тут вопросец (информационное действие) ставится в виде игровой ситуации, на основании которой учащийся может отыскивать верный либо неправильный выход (отклик). На основании принятого учащимся решения, АОС сформировывает последующий вариант игровой ситуацию. Примером таковой системы может служить курс обучения британскому языку Bridge to English.

Таковым образом, является естественным, что более широкими способностями с учетом современных требований к АОС владеют замкнутые обучающие системы, обеспечивающие наивысшую «упругость» в разговоре с юзером.

При реализации хоть какой из ранее рассмотренных структур АОС употребляются полностью определенные алгоритмические подходы, диктуемые методикой проведения учебного занятия. Обычно неважно какая обучающая система представляет собой совокупа порций инфы, именуемой слайдами, которые в той либо другой форме предъявляются ученику. Современная вычислительная техника владеет широкими многофункциональными способностями и дозволяет употреблять в слайдах информацию, представленную в виде обыденного текста, графического изображения, аудио и видео фрагментов. При всем этом в слайдах можно сосредоточить все средства представления инфы, имеющиеся в истинное время для увеличения эффективности учебного процесса. С иной стороны, внедрение звукового представления и видеозаписей ведет к удорожанию индивидуального компа, что не постоянно является оправданным. В истинное время, как более лучший вариант в большинстве курсов программированного обучения, используют текстовое и графическое системы, а в качестве недочетов — трудозатратность раскрытия неких тем и невозможность гарантированного закрепления приобретенных познаний. В АОС построенных с внедрением нелинейных алгоритмов возникает возможность изменять последовательность предъявления слайдов зависимо от того либо другого отклика учащегося на информационное действие. тут самую важную роль играют слайды, содержащие вопросцы и требующие принятие решения учащимся. В таковых слайдах, которые назовем слайдами выбора, употребляются последующие средства выбора направления обучения:

рис 5. систематизация АОС по принципам алгоритмического построения

рис 6. Линейный метод АОС.

Открытые вопросцы — это вопросцы, состоящие лишь из формулировки вопросца. Ответ должен ввести ученик. В качестве ответа выступает числовое случае затруднено определение корректности ответа из-за вероятных ошибок юзера при вводе инфы (к примеру, ввод 2-ух заместо 1-го пробелов). Обучающая программка описывает корректность ответа и выбирает ту либо иную последующую последовательность предъявления слайдов.

Закрытые вопросцы — это вопросцы, состоящие из формулировки вопросцев и нескольких вариантов ответа. Ученику ставится задачка избрать один либо несколько правильных вариантов ответа. Допускается наличие от 3 до 6 вариантов ответов, при этом правильными могут быть некие, все, либо лишь один из ответов. Не допускается ситуация, когда все ответы на закрытый вопросец являются неверными. В закрытых вопросцах недозволено использовать наличие открытых вариантов, к примеру, формулировки «остальные ответы», хотя допускается формулировка «нет правильных ответов». Выбор должен делается лишь из предлагаемого перечня ответов. Корректность ответа можно засчитывать по сумме верно избранных вариантов либо по одному верно избранному варианту. В согласовании с результатом ответа обучающая программка выбирает ту либо иную последовательность слайдов для предстоящего предъявления.

Гиперссылки — новейший метод выбора последовательности предъявления слайдов, осуществляемый самим учеником. Применяется в курсах программированного обучения, сделанных с внедрением способов интернациональной сети Internet. Определенная часть слайда ставится в соответствие другому слайду. При указании юзером на эту ссылку обучающая программка открывает поставленный в соответствие данной для нас ссылке слайд.

Нелинейные методы, в свою очередь, делятся на циклические, направленные и комбинированные.

Циклические методы подразумевают повторный возврат к слайдам, отражающим темы, которые учащийся недостаточно усвоил. Как показано Рис 7 если ученик воспринимает неправильное решение задачки поставленной ему слайдом выбора, то АОС может повторно предъявить слайды, которые уже ранее были показаны, для повторного прохождения темы либо ее закрепления.

Рис 7. Повторяющийся метод АОС

Рис 8. НаправленныйалгоритмАОС

Направленные методы (Рис 8) как и раньше подразумевают наличие слайдов выбора, но зависимо от принятого решения учащимся выбирается та либо другая последовательность и возврата назад не предполагается. В комбинированных методах употребляется оба принципа. По результатам решения принятого учащимся для ответа на вопросец слайда выбора, АОС изменяет последовательность предъявления слайда, но на N-ом шаге вероятен возврат к предшествующим слайдам

Таковым образом, любая из представленных структур дозволяет предъявлять учебный материал, в согласовании с последовательностью, который обеспечивает применимое предъявление учебного материала в согласовании с требованием предметной области

Рассмотренные принципы систематизации алгоритмического и структурного построения обхватывают фактически весь диапазон имеющихся АОС, и разрешают заавтоматизировать процесс построения обучающих систем, методом разработки обычных программных частей, беря во внимание главные положения.

Перечень литературы

Бухаров М.Н. Практическая теория компьютерного обучения, деловые игры и экспертные системы

Бычков С.Н., Строганов А.С., Шеховцев С.Г., Шикин Е.В. О тождестве фундаментальности и гуманитарности в общем образовании

Гусева А.И. Оценка свойства распределенных обучающих систем.

Клебанов И.И. Групповой анализ дифференциальных уравнений в базисном математическом образовании

Мельников А.В, Цытович П.Л., Цитович Б.Ф. Главные принципы автоматизации проектирования обучающей системы

Мельников А.В, Цытович П.Л. Модель взаимодействия виртуальных объектов для имитации работы в сети Internet

Мельников А.В, асс. Цытович П.Л. Принципы построения обучающих систем и их систематизация

Полат Е.С. Дистанционное обучение